Question

如圖甲所示是探究小燈泡電阻時連接的實驗電路圖，選用的小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）某同學連接的電路如圖所示，請指出其中的兩處錯誤或不妥：
①

電流表正負接線柱接反

；
②

滑動變阻器的接線柱接錯

．
（2）將上述錯誤或不妥改正后，閉合開關(guān)，如果發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)出特別耀眼的光，且此時電流表、電壓表都有示數(shù)，則出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是

滑動變阻器的滑片沒有位于最大阻值處

．
（3）某同學在實驗過程中，在電流表、電壓表均有示數(shù)的情況下，將小燈泡從燈座中取走，則此時電壓表

有

示數(shù)（選填“有”或“沒有”）．
（4）該同學將測得的數(shù)據(jù)及計算結(jié)果填在下面的表格中：

實驗次數(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)光時的電阻為

8.3

Ω（保留一位小數(shù)）．
（5）分析表中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，這說明

導線電阻與溫度有關(guān)（或溫度越高，電阻越大）

．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燈的瞬間，燈絲

容易

燒斷（選填“容易”或“不容易”）．
（6）小明還想測出一段電爐絲的電阻值，可是在連接電路時發(fā)現(xiàn)電流表已被燒壞；請你利用現(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的滑動變阻器、開關(guān)各一個，導線若干），幫助小明設(shè)計一個不移動電壓表就能測出這段電爐絲阻值的電路．把你設(shè)計的實驗電路圖畫在虛線框內(nèi)（電爐絲的符號為“”）．

Answer 1

分析：（1）在實物圖中找連接錯誤之處，一般從電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法上考慮：電壓表量程選擇要看燈泡的額定電壓，電流表的量程要通過I=UR計算得出，還要注意電壓表和電流表的正負接線柱和連入電路的方法．滑動變阻器要從接線柱的選擇和滑片位置考慮．
（2）燈泡亮的耀眼→電流太大→電路總電阻太小→滑動變阻器的滑片沒在最大阻值處．
（3）燈泡從燈座上取走，電路斷路，電流表無示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中，測量電源電壓．
（4）燈泡正常工作時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)表格得出此時通過燈泡的電流，根據(jù)歐姆定律求出此時燈泡的電阻．
（5）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，燈絲的電阻在減小，根據(jù)電阻的決定因素可以確定燈絲電阻與溫度關(guān)系；用電器中電流越大，用電器越容易燒毀，結(jié)合電阻與溫度的關(guān)系，從而可以確定白熾燈在剛開燈的瞬間，燈絲是否容易燒毀．
（6）可用電壓表和待測電阻并聯(lián)，讓滑阻調(diào)到最小、最大兩個位置，讀出電壓表讀數(shù)U₁、U₂，U₂就是待測電阻R_x的電壓，

U1-U2

20Ω

就是待測電阻的電流，然后用電壓除以電流就可計算待測電阻的阻值．

解答：解：（1）①電流從電流表的負接線柱流入，從正接線柱流出，指針會反偏．
②滑動變阻器都接下面兩個接線柱，移動滑片不會改變燈泡的電壓和電流．
（2）燈泡亮的耀眼→電流太大→電路總電阻太小→滑動變阻器的滑片沒再最大阻值處，滑動變阻器不能起到保護電路的作用．
（3）燈泡取走，燈座處斷路，電路斷路，電流表沒有示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中，測電源電壓，電壓表有示數(shù)．
（4）由表格可知，燈泡正常工作時的電流為0.3A，
所以此時燈泡的電阻R=

U

I

=

2.5V

0.3A

≈8.3Ω．
（5）燈泡兩端的電壓越大，燈泡的功率越大，燈絲的溫度越高；
通過計算發(fā)現(xiàn)，燈絲的電阻也在隨著溫度的升高而增大；由此可以得出結(jié)論：導線電阻與溫度有關(guān)（或溫度越高，電阻越大）；
當開關(guān)剛接通時，白熾燈的燈絲溫度較低，電阻較小，燈絲中的電流較大，所以此時的白熾燈更容易燒毀．
（6）如圖所示：把滑動變阻器和待測電阻串聯(lián)，讓電壓表和待測電阻并聯(lián)；
當滑阻調(diào)到最小或最大兩個位置時，讀出電壓表讀數(shù)U₁、U₂，則U₁為電源的電壓，U₂就是待測電阻R_x的電壓，電路中的電流

U1-U2

20Ω

；
根據(jù)歐姆定律可得R_x=

U2

U1-U2

×20Ω．

故答案為：（1）①電流表正負接線柱接反；②滑動變阻器的接線柱接錯；（2）滑動變阻器的滑片沒有位于最大阻值處；（3）有；（4）8.3；（5）導線電阻與溫度有關(guān)（或溫度越高，電阻越大）；容易；（6）電路圖如上圖所示．

點評：本題考查了探究小燈泡電阻的探究實驗，涉及到了電路故障的判斷、歐姆定律的應用等，綜合性較強，關(guān)鍵是實驗時無電流表時，會利用串聯(lián)電路的電流特點設(shè)計測電阻的實驗電路圖．