Question

【題目】如圖甲是小明研究小燈泡電阻的實驗電路圖，如圖乙是小明根據實驗數據繪制出的U -I圖象，滑動變阻器R標有“20Ω、1A"字樣：

（1）該實驗測燈泡電阻的原理是____________________。

（2）小明連接電路如下實物圖，他在連接電路中存在的問題是_____________；當閉合開關，發現燈泡特別亮。實驗操作中存在的問題是_____________；

（3）經過調整后，當再次閉合開關時，卻發現燈泡不亮，電流表指針偏轉很小，造成這個現象出現的原因應該是______________為了進一步確認，不用其他器材，他只需__________（寫出操作和觀察的現象）；

（4）通過實驗所得圖像乙可知當滑片向左滑動時，電壓表與電流表示數的比值將__________ （選填“變大”“變小”或“不變”），由此得到的結論是燈泡的電阻隨_____________________；

（5）小明又設計了如圖丙所示電路測定值電阻Rx的阻值，R0為阻值已知的定值電阻，電源電壓恒定。實驗步驟如下：

A.閉合S1，斷開S2，記錄電流表示數為I1;

B.閉合S2，斷開S1，記錄電流表示數為I2。

則Rx_________ （用 已知和測量的物理量的符號表示）：

（6）小明認為此實驗進行多次測量會更加準確，于是他在圖丙的干路.上增加了一個滑動變阻器（改動后電路圖未在此題中顯示），改變滑動變阻器的阻值，重復上述操作，即可實現多次測量。小明同學的做法是___ 的（選填“合理”或“不合理"），原因是________________________________。

（7）小明還設計了如圖丁所示的電路，測出另一小燈泡正常發光時的電阻。已知滑動變阻器R1的最大阻值為Rm，小燈泡正常工作電壓為U額，請完成下列實驗步驟：

A.只閉合開關_____，調節 R1的滑片，使電壓表的示數為U額：

B.只閉合開關______，調節__ 的滑片， 使電壓表的示數為U額;

C.接下來他將R1的滑片調至最左端，記下電壓表示數U1;再將R1的滑片調至最右端，記下電壓表示數為U2，則小燈泡正常工作時的電阻R=_______ （用 Rm、U1、U2表示）。

Answer 1

【答案】R= 電壓表量程太大 滑動變阻器短路 滑動變阻器阻值太大 只需移動滑動變阻器，看燈泡是否發光即可 變大 溫度的升高而增大 不合理 R0和Rx兩端電壓不相等 S和S1 S和S2 R2

【解析】

(1)[1]由圖甲實驗電路圖知道，需要測量燈泡兩端的電壓和通過的電流，即小明研究小燈泡電阻的實驗原理是：

(2)[2]由實物圖知道，他在連接電路時，選用的電壓表量程是15V，由于電源是兩節干電池，所以存在的問題是：電壓表量程太大；

[3]由實物圖知道，滑動變阻器的滑片置于了阻值最小處，所以當閉合開關時，會發現燈泡特別亮，即實驗操作中存在的問題是：滑動變阻器短路；

(3)[4] 再次閉合開關時，卻發現燈泡不亮，電流表指針偏轉很小，說明電路中有電流，只是電流太小，原因可能是滑動變阻器阻值太大；

[5]為了進一步確認，他只需移動滑動變阻器，看燈泡是否發光即可；

(4)[6]由圖像知道，電壓表與電流表示數的比值將變大；

[7]由于電壓表示數變大時，通過燈泡的電流也會變大，即實際功率越大，說明燈泡燈絲電阻會隨溫度的升高而增大；

(5)[8]閉合S1，斷開S2，電路中只有R0，記錄電流表示數為I1，則歐姆定律知道，電源電壓是：

U=I1 R0；

閉合S2，斷開S1，電路中只有Rx，記錄電流表示數為I2，由歐姆定律知道，定值電阻Rx的阻值是：

；

(6)[9][10]由于在圖丙的干路增加了一個滑動變阻器，當閉合S1，斷開S2 ，R0與變阻器串聯，閉合S2，斷開S1，Rx與變阻器串聯時，由于R0與Rx電阻不同，導致R0、Rx兩端的電壓不再相等，故小明同學的做法不合理；

(8)[11]由電路圖知道，閉合開關S，S2 ，調節R1的滑片，使電壓表的示數為U額；

[12][13]保持變阻器R1 的滑片位置不動，再斷開S1 閉合S2，移動變阻器R2使電壓表不變；根據等效替代的方法，此時R2 =RL ；

[14]接下來他將R1的滑片調至最左端，則連入電路中的電阻為0，記下電壓表示數U1，即為電源電壓；再將R1的滑片P調至最右端，此時兩變阻器串聯，電壓表的示數為U2，即為R2 的電壓，串聯電路電壓的規律和歐姆定律知道，小燈泡正常工作時的電阻是：

。