Question

【題目】某課外實驗小組的同學想測出家用手電筒的燈泡正常工作時的電阻，實驗器材有：電源（電壓4.5V）、開關(guān)、電壓表、電流表各一個，導線若干，額定電壓為2.5V的待測手電筒燈泡（電阻約為7Ω），滑動變阻器兩個（A：“5Ω 2A”；B：“20Ω 0.5A”）．
（1）該實驗的實驗原理是；實驗中，應選用的滑動變阻器是（選填“A”或“B”）；
（2）如圖甲所示是實驗電路圖，請用筆畫線代替導線，將實驗電路連接完整（要求：滑動變阻器的滑片向右移動時，小燈泡亮度變暗）．
（3）該組同學連接完電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表、電壓表示數(shù)均很小，怎樣移動滑片都不起作用，導致該故障的原因是 ．
（4）排除故障后，移動滑動變阻器的滑片，若某時刻電壓表的示數(shù)如圖乙所示，此時小燈泡兩端電壓為V；為了測定小燈泡正常工作時的電阻，應將滑動變阻器的滑片向（選填“A”或“B”）移動．
（5）如圖丙所示是根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù)畫出的小燈泡兩端的電壓與通過其的電流的關(guān)系圖象．從圖象可知，小燈泡正常工作時小燈泡的電阻是Ω．
（6）該組同學完成實驗后，又想測量一個額定電壓為3.8V的小燈泡正常發(fā)光時的電阻，在檢查器材時發(fā)現(xiàn)電壓表0～15V量程已經(jīng)損壞，0～3V量程還可以正常使用，在不添加器材的情況下，請幫該組同學提供一個合理的解決方案：

Answer 1

【答案】
（1）R= ；B
（2）解：如圖所示：

（3）將變阻器的下面兩個接線柱連入了電路
（4）2；A
（5）10
（6）將電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端，移動變阻器滑片，當電壓表示數(shù)為2.2V時，記下電流表示數(shù)I′，根據(jù)歐姆定律求燈正常發(fā)光的電阻大小
【解析】解：（1）該實驗的實驗原理：R= ；電源電壓4.5V，額定電壓為2.5V的燈泡，電阻約為7Ω，正常發(fā)光時的電流大小約為：I= = ≈0.36A＜0.5A，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓U滑=U源﹣U=6V﹣2.5V=3.5V，根據(jù)歐姆定律的變形公式，變阻器連入電路中的電阻：R滑= =9.8Ω＞5Ω，故選用“20Ω 0.5A”的B變阻器；（2）滑動變阻器的滑片向右移動時，小燈泡亮度變暗，即電流變小，電阻變大，故滑片右邊電阻絲連入電路中，如下所示： ；（3）該組同學連接完電路后，閉合開關(guān)，電流表、電壓表示數(shù)均很小，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，說明電路為通路且燈的電壓和通過的電流很小，電路中的電阻較大，怎樣移動滑片都不起作用，導致該故障的原因是：將變阻器的下面兩個接線柱連入了電路；（4）排除故障后，移動滑動變阻器的滑片，若某時刻電壓表的示數(shù)如圖乙所示，圖中電壓表選用小量程，分度值為0.1V，此時小燈泡兩端電壓為2V；燈在額定電壓2.5V時正常發(fā)光，向增大燈的電壓，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律應減小變阻器的電壓，根據(jù)分壓原理，應減小變阻器的電阻，故將滑動變阻器的滑片向A移動；（5）根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù)畫出的小燈泡兩端的電壓與通過其的電流的關(guān)系圖象可知，燈的電壓為2.5V時，通過的電流為0.25A，小燈泡正常工作時小燈泡的電阻：RL= =10Ω；（6）根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，當額定電壓為3.8V的小燈泡正常發(fā)光時，變阻器分得的電壓：U′滑=U﹣U′L=6V﹣3.8V=2.2V＜3V，故可將電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端．移動變阻器滑片，當電壓表示數(shù)為2.2V時，記下電流表示數(shù)I′，根據(jù)歐姆定律求燈正常發(fā)光的電阻大小．
所以答案是：（1）R= ；B；（2）如上所示；（3）將變阻器的下面兩個接線柱連入了電路；（4）2；A；（5）10；（6）將電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端，移動變阻器滑片，當電壓表示數(shù)為2.2V時，記下電流表示數(shù)I′，根據(jù)歐姆定律求燈正常發(fā)光的電阻大小．
【考點精析】掌握歐姆定律及其應用是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．