Question

在“測(cè)量小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)中，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）電路接通后，小明發(fā)現(xiàn)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使其接入電路的電阻減小時(shí)，電壓表的示數(shù)也變小了，你認(rèn)為電路連接中存在的錯(cuò)誤是

電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)了

（2）在如圖方框內(nèi)畫(huà)出電路圖，并將實(shí)物圖連接完整．改正電路后，他將測(cè)得的數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果填在下面的表格中：

實(shí)驗(yàn)次數(shù) 物理量	1	2	3	4
電壓U/V	2.5	2.0	1.5	1.0
電流I/A	0.30	0.26	0.22	0.20
電阻R/Ω		7.7	6.8	5.0

小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為

8.3

Ω（保留一位小數(shù)）．多次改變電壓值，同時(shí)測(cè)出對(duì)應(yīng)的電流，求出燈泡的電阻是否是為了求平均值，減小實(shí)驗(yàn)的誤差？

不是

（選填“是”或“不是”）．
（3）分析表中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，這說(shuō)明

導(dǎo)體的電阻與溫度有關(guān)

．這種現(xiàn)象在生活中也有體現(xiàn)，例如家里的白熾燈在剛開(kāi)燈的瞬間，燈絲

容易

燒斷（選填“容易”或“不容易”）．
（4）小明還想測(cè)出一段電爐絲的電阻值，可是在連接電路時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表已被燒壞；請(qǐng)你利用現(xiàn)有器材（電壓未知的電源、量程
合適的電壓表、最大阻值為20Ω的滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干），幫助小明設(shè)計(jì)一個(gè)不移動(dòng)電壓表就能測(cè)出這段電爐絲阻值的電路．把你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖畫(huà)在虛線框內(nèi)（電爐絲的符號(hào)為“”）．

Answer 1

分析：（1）測(cè)量小燈泡的電阻，需要測(cè)出燈泡兩端電壓，電壓表應(yīng)該與小燈泡并聯(lián)．
（2）電路圖根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康漠?huà)出．測(cè)量小燈泡的電阻，需要測(cè)量燈泡兩端電壓和通過(guò)的電流，電壓用電壓表測(cè)量，電流用電流表測(cè)量，為改變燈泡兩端電壓，還需要滑動(dòng)變阻器與小燈泡串聯(lián)；滑動(dòng)變阻器接入電路的基本要求是“一上一下”，電流表、電壓表連接時(shí)要注意量程和電流的方向；已知小燈泡的額定電壓和正常工作的電流，用公式R=

U

I

可以計(jì)算出燈絲電阻；多次測(cè)量得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有的是為發(fā)現(xiàn)規(guī)律，有的是取平均值減小誤差．
（3）燈絲電阻變化的原因，應(yīng)該從影響因素分析；燈絲燒斷是功率太大，分析功率變化用公式P=

U2

R

．
（4）此題屬于“一只電表測(cè)電阻”．由于器材相對(duì)不夠，不能用“伏安法”來(lái)測(cè)電阻，因此要運(yùn)用“等效替代”的思想來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)電阻的方法．題目中已經(jīng)給出的儀表是電壓表，我們可以知道電壓的大�。�因此，電壓這個(gè)物理量，我們可當(dāng)作已知量．串聯(lián)電路各處電流相等．我們可以連接成串聯(lián)電路，

解答：解：
（1）測(cè)量小燈泡的電阻，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻減小時(shí)，燈泡兩端電壓是增大的，本題中電壓表示數(shù)減小，所以原因是電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端了．
（2）測(cè)量燈泡電阻，利用“伏安法”，測(cè)量?jī)x器是電流表和電壓表．在電路圖中，電流表與燈泡串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)；
實(shí)物連接需要電流表選擇0～0.6A，電壓表選擇0～3V量程，注意電流方向；
燈泡額定電壓為U_額=2.5V，正常工作電流為I=0.3A，燈絲電阻為R=

U額

I

=

2.5V

0.3A

≈8.3Ω；
多次測(cè)量電壓和電流，得到不同的電阻，目的是研究電阻與電壓的關(guān)系，所以不能把電阻相加取平均值；
（3）燈絲電阻與材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度有關(guān)，其中前三者是不變的，兩端電壓改變，燈絲電流變化，導(dǎo)致燈絲溫度變化；
由公式P=

U2

R

知，在電壓U一定時(shí)，電阻R越小，功率越大，剛閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，燈絲溫度較低，電阻減小，燈絲發(fā)光功率很大．所以燈絲容易燒斷．
（4）先將電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端，測(cè)出滑動(dòng)變阻器R₂阻值為20Ω時(shí)的電壓U，再將要測(cè)阻值的電爐絲R₁串聯(lián)到原電路中，這時(shí)測(cè)出的滑動(dòng)變阻器20Ω兩端的電壓為
U₁，這時(shí)電爐絲兩端的電壓為U-U₁，由題意得：

U-U1

R 1

=

U1

20Ω

，所以電爐絲電阻R₁=

20(U-U1)

U1

Ω
故答案為：
（1）電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)了
（2）電路圖和實(shí)物圖如右

8.3；不是
（3）導(dǎo)體的電阻與溫度有關(guān)；容易
（4）電路設(shè)計(jì)如右圖
．

點(diǎn)評(píng)：此題屬于“一只電表測(cè)電阻”的類型，這種類型的題目，由于器材相對(duì)不夠，不能用“伏安法”來(lái)測(cè)電阻，因此要運(yùn)用“等效替代”的思想來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)電阻的方法．