Question

19．在“用伏安法測小燈泡電阻”的實驗中，待測小燈泡額定電壓為2.5V．
（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實驗電路未連接部分連接好（連線不得交叉）．閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(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)開關(guān)閉合后，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡都不會發(fā)光，請你根據(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)們移動滑動變阻器的滑片，記錄多組小燈泡兩端不同的電壓及對應(yīng)的通過小燈泡的電流值，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，小燈泡正常工作時的燈絲電阻為10Ω．
（4）在圖丙中畫出小燈泡在1.5V工作時電流表指針的位置及接線情況．
（5）實驗中測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？請說明理由．

Answer 1

分析 （1）掌握實物電路的連接方法，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．?dāng)嗦繁硎倦娐窋嚅_，電路中無電流，但斷開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，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=$\frac{U}{I}$計算出電阻．
（4）根據(jù)圖象讀出1.5V工作時電流表的示數(shù)，然后即可畫出指針的位置及接線情況．
（5）燈絲溫度不同時電阻不同，利用多次測量求平均值的方法來減小誤差沒有意義．

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：

由于滑動變阻器接了下面右邊接線柱，所以在閉合開關(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，則電路中無電流，電流表無示數(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)．會比原來增大些．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，小燈泡的電流為0.25A，此時正常發(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，利用多次測量求平均值的方法來減小誤差沒有意義；只有不變的定值電阻，才能采用多次測量求平均值，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，電阻的實際阻值不同，不是實驗誤差的原因，因此求平均值無意義．

點評 本題考查了伏安法測電阻的電路連接、滑動變阻器的連接、電路故障原因與現(xiàn)象的對應(yīng)關(guān)系等知識點，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．