Question

17．圖甲是測量小燈泡（U_額=2.5V）電阻的電路．電源電壓恒為4V．
（1）請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)線不允許交叉）
（2）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的電流，多測幾組數(shù)據(jù)．
（3）如表是記錄的部分實(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)）．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）本實(shí)驗(yàn)是測量小燈泡的電阻實(shí)驗(yàn)，要根據(jù)燈泡的額定電壓值來確定電壓表的量程并與燈泡并聯(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柱必須接入電路中；
（2）滑動(dòng)變阻器滑片滑到最大阻值處電路中電流最小，對電路起保護(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)，能比較燈泡在不同溫度下的電阻大��；
（3）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)；根據(jù)歐姆定律結(jié)合表中的數(shù)據(jù)求出不同電壓下燈泡的電阻，然后確定這5次實(shí)驗(yàn)中燈泡電阻的最大值；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)變阻器的提供的最小阻值．

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柱與燈泡串聯(lián)時(shí)，可滿足“滑片P向右滑動(dòng)時(shí)電燈變亮”，實(shí)物圖如下圖所示：

（2）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片處于最大阻值處，總電阻最大，電流最小，對電路起保護(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)，能夠得出燈泡在不同溫度下的電阻值；
（3）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；
根據(jù)R=$\frac{U}{I}$，分別代入五次對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，這5次實(shí)驗(yàn)中燈泡的電阻依次為：10.42Ω、9.09Ω、7.89Ω、6.25Ω、5.00Ω，故這5次實(shí)驗(yàn)中燈泡電阻的最大值為10.42Ω；
由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)燈泡兩端的電壓U_L=0.4V時(shí)，電路中的電流最小為0.08A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大；
串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，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，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）改變小燈泡兩端的電壓和通過的電流，多測幾組數(shù)據(jù)；
（3）0.24；10.42；45．

點(diǎn)評 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．