Question

19．在“用伏安法測(cè)小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)小燈泡額定電壓為2.5V．
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路未連接部分連接好（連線不得交叉）．閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于B（填“A”或“B”）端．

猜想	電壓表示數(shù)情況	電流表示數(shù)情況

（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡都不會(huì)發(fā)光，請(qǐng)你根據(jù)電路結(jié)構(gòu)猜想出一種原因，并在上表中寫出對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)情況．
（3）故障排除后，同學(xué)們移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，記錄多組小燈泡兩端不同的電壓及對(duì)應(yīng)的通過(guò)小燈泡的電流值，根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上繪制出了通過(guò)小燈泡的電流隨其兩端電壓變化關(guān)系的圖象（如圖乙所示）．分析圖象可知，小燈泡正常工作時(shí)的燈絲電阻為10Ω．
（4）在圖丙中畫出小燈泡在1.5V工作時(shí)電流表指針的位置及接線情況．
（5）實(shí)驗(yàn)中測(cè)出了小燈泡在多次不同電壓下的燈絲電阻，有些同學(xué)認(rèn)為可以進(jìn)一步求出它們的平均值以減小誤差．你是否同意他們的觀點(diǎn)？請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

分析 （1）掌握實(shí)物電路的連接方法，注意電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)．
在閉合開(kāi)關(guān)前，變阻器的滑片應(yīng)移至最大阻值處．
（2）掌握短路和斷路的特點(diǎn)．?dāng)嗦繁硎倦娐窋嚅_(kāi)，電路中無(wú)電流，但斷開(kāi)處的電壓幾乎等于電源電壓；短路是電流不經(jīng)用電器形成了回路，發(fā)生短路的用電器不工作，兩端電壓為零．
（3）在進(jìn)行電流表的讀數(shù)時(shí)，要確定電流表的量程和分度值．
將額定電壓和電流代入公式R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻．
（4）根據(jù)圖象讀出1.5V工作時(shí)電流表的示數(shù)，然后即可畫出指針的位置及接線情況．
（5）燈絲溫度不同時(shí)電阻不同，利用多次測(cè)量求平均值的方法來(lái)減小誤差沒(méi)有意義．

解答 解：（1）電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，由于小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表電壓表量程接0～3V，電流值不是很大，所以電流表可選擇0～0.6A的量程．電路如圖所示：

由于滑動(dòng)變阻器接了下面右邊接線柱，所以在閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最右端（B端）使其阻值最大．
（2）若小燈泡斷路，則電路中無(wú)電流，電流表無(wú)示數(shù)，而電壓表之外電路完好，所以相當(dāng)于將電壓表串聯(lián)在電路中，其阻值很大，根據(jù)串分壓的知識(shí)得電壓表的示數(shù)幾乎等于電源電壓；
若小燈泡短路，則小燈泡不發(fā)光，它兩端的電壓為零，而電流表仍有示數(shù)．會(huì)比原來(lái)增大些．如下表所示：

猜  想	電壓表示數(shù)情況	電流表示數(shù)情況
燈泡短路	為零	有示數(shù)
燈泡斷路	接近3V	接近零
變阻器斷路	為零	為零
開(kāi)關(guān)斷路	為零	為零
電流表斷路	為零	為零

（3）由圖乙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以其示數(shù)為0.2A．
當(dāng)電壓為額定電壓2.5V時(shí)，小燈泡的電流為0.25A，此時(shí)正常發(fā)光，由I=$\frac{U}{R}$可得，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω
（4）由圖象可知，當(dāng)小燈泡在1.5V工作時(shí)電流表示數(shù)為0.2A，因此可選0～0.6A量程，如圖所示：

（5）小燈泡在不同電壓下的電阻不同，燈絲兩端的電壓越高，溫度越高，電阻越大，利用多次測(cè)量求平均值的方法來(lái)減小誤差沒(méi)有意義；只有不變的定值電阻，才能采用多次測(cè)量求平均值，減小誤差；
故答案為：（1）電路圖如圖甲所示；
（2）如表所示；
（3）10；
（4）如圖乙所示；
（5）小燈泡在不同電壓下的電阻不同，主要是燈絲的溫度不同，電阻的實(shí)際阻值不同，不是實(shí)驗(yàn)誤差的原因，因此求平均值無(wú)意義．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了伏安法測(cè)電阻的電路連接、滑動(dòng)變阻器的連接、電路故障原因與現(xiàn)象的對(duì)應(yīng)關(guān)系等知識(shí)點(diǎn)，包含的內(nèi)容較多．其中，分析電路故障、從圖象變化規(guī)律得到電阻變化規(guī)律是此題的難點(diǎn)．