Question

1．某市某中學初三年級課外興趣小組的同學．按照圖甲所示的實物連接圖做“測定小燈泡的電阻”實驗（小燈泡標有“2.5V”字樣），在實驗過程中得到了如表所示的一組U和I的數(shù)據(jù)：

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6
燈泡兩端的電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
通過燈泡的電流I/A	0.18	0.22	0.26	0.30		0.34
燈泡發(fā)光情況	微亮→逐漸變亮

（1）該同學在連好電路后進行實驗，發(fā)現(xiàn)燈泡較暗，左右移動滑動變阻器燈泡亮度不變，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是滑動變阻器都接下面兩個接線柱了．
（2）燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，表格中的空格處的讀數(shù)為0.32A，此時小燈泡的電阻是7.8Ω（小數(shù)點后保留一位數(shù)字）．小燈泡的額定功率是0.8W．
（3）分析比較表格中的數(shù)據(jù)可以看出，在燈絲中電流逐漸增大的過程中，燈絲的電阻變大（選填“變大”、“變小”或“不變”），進一步分析表明燈絲電阻隨溫度的升高而變大．
（4）該同學在練習測量電阻時發(fā)現(xiàn)電壓表損壞了，他靈機一動，使用一個定值電阻和電流表也能完成電阻的測量，根據(jù)該同學設計的電路圖丙，你幫他完成實驗步驟：
①閉合開關，記錄電流表的示數(shù)I₁；
②斷開開關，記錄電流表示數(shù)I₀；
③則Rx=$\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{0}}$（寫出表達式）

Answer 1

分析 （1）移動滑動變阻器的滑片，電壓表和電流表示數(shù)不變，燈泡亮暗程度不變，說明滑動變阻器不起改變電阻的作用，都接上面或下面兩個接線柱；
（2）明確電流表所用量程，確定最小分度值，根據(jù)示數(shù)讀數(shù)，由R=$\frac{U}{I}$和P=UI分別計算電阻和電功率；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，由歐姆定律可知，隨電壓的增大，燈泡電阻逐漸增大，進一步分析實驗數(shù)據(jù)，從溫度對電阻影響的角度得出結論；
（4）利用并聯(lián)電路的電壓特點，根據(jù)定值電阻R₀和通過它的電流計算出電壓值，再由并聯(lián)電路的電流特點計算R_x的電流，然后根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計算出待測電阻的阻值．

解答 解：（1）燈泡較暗，說明電路中的電流太小，電路總電阻太小，滑動變阻器電阻太大，移動滑片，電壓表和電流表示數(shù)不改變，燈泡亮暗程度不改變，滑動變阻器無法改變電路電流，所以滑動變阻器都接下面兩個接線柱了；
（2）由圖可知，電流表采用0-0.6A量程；最小分度值為0.02A，可讀出示數(shù)為I=0.32A，
由題可知，此時小燈泡兩端電壓為U=2.5V，小燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$$\frac{2.5V}{0.32A}$≈7.8Ω；
此時燈泡正常發(fā)光，其額定功率與實際功率相等，P_額=P_實=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（3）由表中數(shù)據(jù)計算可知，隨燈泡兩端電壓增大，燈泡的電阻增大；
由表中數(shù)據(jù)可知，燈泡電壓U增大時，流過燈泡的電流增大，由P=UI可知燈泡的實際功率增大，燈泡產生的熱量增多，燈絲溫度升高，此時燈泡電阻變大，這表明燈絲電阻隨溫度的升高而變大；
（4）由圖可知，當閉合開關時，R₀與R_x并聯(lián)，電流表測干路電流I₁；
要求出R₀兩端電壓，由圖可知，應斷開開關S，此時R_x未接入電路，電流表測通過R₀的電流I₀；
則R₀兩端的電壓U₀=I₀R₀，
R_x兩端的電壓：U_x=U₀=I₀R₀，
通過R_x的電流：I_x=I₁-I₀，
R_x的阻值：R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{0}}$．
故答案為：（1）滑動變阻器都接下面兩個接線柱了；
（2）0.32；7.8；0.8；
（3）變大；燈絲電阻隨溫度的升高而變大；
（4）②斷開開關，記錄電流表示數(shù)I₀； ③$\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{0}}$．

點評 此題是測量電阻的阻值實驗，考查了在連接電路過程中應注意的問題和滑動變阻器的使用，考查了電阻的計算，要理解燈絲電阻隨溫度的升高而增大．