Question

7．圖甲是測(cè)量小燈泡（U_額=2.5V）電阻的電路．電源電壓恒為4V．

（1）請(qǐng)將圖甲中的電路連接完整．（要求滑片P向右滑動(dòng)時(shí)電燈變亮，導(dǎo)線(xiàn)不允許交叉）
（2）實(shí)驗(yàn)的原理是：R=$\frac{U}{I}$，實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器除了保護(hù)電路外，還可以改變小燈泡兩端的電壓和通過(guò)的電流，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)．
（3）下表是記錄的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，圖乙是第1次實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)，該示數(shù)為0.24A．這5次實(shí)驗(yàn)中，燈泡電阻的最大值為10.42Ω（結(jié)果保留兩位小數(shù)）．幾次測(cè)量小燈泡電阻值不相等的原因是小燈泡的電阻與溫度有關(guān)．為了完成這5次實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值不小于45Ω的滑動(dòng)變阻器．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	2.5	2.0	1.5	1.0	0.4
電流I/A		0.22	0.19	0.16	0.08

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑片P向右滑動(dòng)時(shí)電燈變亮說(shuō)明電路中的電流變大，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變小即右下方接線(xiàn)柱必須接入電路中；
（2）測(cè)量電阻的原理：R=$\frac{U}{I}$；
滑動(dòng)變阻器滑片滑到最大阻值處，電路中電流最小，對(duì)電路起保護(hù)作用；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，改變電路電流，改變燈泡的電壓和電流，能完成多次實(shí)驗(yàn)，以便發(fā)現(xiàn)電阻和溫度的關(guān)系；
（3）①根據(jù)電流表的量程和分度值讀出第1次實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)；
②根據(jù)燈絲的電阻與溫度的關(guān)系進(jìn)行判斷，當(dāng)電壓最大時(shí)，燈絲的溫度最高，電阻最大；
③當(dāng)燈泡兩端的電壓最小時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值即可得出滑動(dòng)變阻器的最小的最大阻值．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯(lián)；滑動(dòng)變阻器的右下方接線(xiàn)柱與燈泡串聯(lián)時(shí)，滑片P向右滑動(dòng)時(shí)電燈變亮，電路圖如下圖所示：

（2）測(cè)量電阻的原理：R=$\frac{U}{I}$；
閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片處于最大阻值處，電路電阻最大，電流最小，對(duì)電路起保護(hù)作用；
移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變燈泡的電壓和電流，計(jì)算燈泡電阻，完成多次實(shí)驗(yàn)，以便尋找燈泡電阻與溫度的關(guān)系；
（3）①由實(shí)物圖可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，第1次實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)為0.24A；
②燈泡兩端的最高電壓為2.5V，此時(shí)燈泡最亮，燈絲溫度最高，電阻最大，
所以燈泡電阻的最大值為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.24A}$≈10.42Ω；
由于燈絲的電阻與溫度有關(guān)，所以每次測(cè)量的電阻值不相同；
③當(dāng)燈泡兩端的電壓最小U_L=0.4V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=4V-0.4V=3.6V，
串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.6V}{0.08A}$=45Ω，故滑動(dòng)變阻器的最大阻值不小于45Ω．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）R=$\frac{U}{I}$；改變小燈泡兩端的電壓和通過(guò)的電流，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)；
（3）0.24；10.42；小燈泡的電阻與溫度有關(guān)；45．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表量程和選擇和連接、滑動(dòng)變阻器的正確使用和作用、電流表的讀數(shù)、串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程和知道電壓表的示數(shù)最小時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大．