Question

【题目】如图甲是小明研究小灯泡电阻的实验电路图，如图乙是小明根据实验数据绘制出的U -I图象，滑动变阻器R标有“20Ω、1A"字样：

（1）该实验测灯泡电阻的原理是____________________。

（2）小明连接电路如下实物图，他在连接电路中存在的问题是_____________；当闭合开关，发现灯泡特别亮。实验操作中存在的问题是_____________；

（3）经过调整后，当再次闭合开关时，却发现灯泡不亮，电流表指针偏转很小，造成这个现象出现的原因应该是______________为了进一步确认，不用其他器材，他只需__________（写出操作和观察的现象）；

（4）通过实验所得图像乙可知当滑片向左滑动时，电压表与电流表示数的比值将__________ （选填“变大”“变小”或“不变”），由此得到的结论是灯泡的电阻随_____________________；

（5）小明又设计了如图丙所示电路测定值电阻Rx的阻值，R0为阻值已知的定值电阻，电源电压恒定。实验步骤如下：

A.闭合S1，断开S2，记录电流表示数为I1;

B.闭合S2，断开S1，记录电流表示数为I2。

则Rx_________ （用 已知和测量的物理量的符号表示）：

（6）小明认为此实验进行多次测量会更加准确，于是他在图丙的干路.上增加了一个滑动变阻器（改动后电路图未在此题中显示），改变滑动变阻器的阻值，重复上述操作，即可实现多次测量。小明同学的做法是___ 的（选填“合理”或“不合理"），原因是________________________________。

（7）小明还设计了如图丁所示的电路，测出另一小灯泡正常发光时的电阻。已知滑动变阻器R1的最大阻值为Rm，小灯泡正常工作电压为U额，请完成下列实验步骤：

A.只闭合开关_____，调节 R1的滑片，使电压表的示数为U额：

B.只闭合开关______，调节__ 的滑片， 使电压表的示数为U额;

C.接下来他将R1的滑片调至最左端，记下电压表示数U1;再将R1的滑片调至最右端，记下电压表示数为U2，则小灯泡正常工作时的电阻R=_______ （用 Rm、U1、U2表示）。

Answer 1

【答案】R= 电压表量程太大 滑动变阻器短路 滑动变阻器阻值太大 只需移动滑动变阻器，看灯泡是否发光即可 变大 温度的升高而增大 不合理 R0和Rx两端电压不相等 S和S1 S和S2 R2

【解析】

(1)[1]由图甲实验电路图知道，需要测量灯泡两端的电压和通过的电流，即小明研究小灯泡电阻的实验原理是：

(2)[2]由实物图知道，他在连接电路时，选用的电压表量程是15V，由于电源是两节干电池，所以存在的问题是：电压表量程太大；

[3]由实物图知道，滑动变阻器的滑片置于了阻值最小处，所以当闭合开关时，会发现灯泡特别亮，即实验操作中存在的问题是：滑动变阻器短路；

(3)[4] 再次闭合开关时，却发现灯泡不亮，电流表指针偏转很小，说明电路中有电流，只是电流太小，原因可能是滑动变阻器阻值太大；

[5]为了进一步确认，他只需移动滑动变阻器，看灯泡是否发光即可；

(4)[6]由图像知道，电压表与电流表示数的比值将变大；

[7]由于电压表示数变大时，通过灯泡的电流也会变大，即实际功率越大，说明灯泡灯丝电阻会随温度的升高而增大；

(5)[8]闭合S1，断开S2，电路中只有R0，记录电流表示数为I1，则欧姆定律知道，电源电压是：

U=I1 R0；

闭合S2，断开S1，电路中只有Rx，记录电流表示数为I2，由欧姆定律知道，定值电阻Rx的阻值是：

；

(6)[9][10]由于在图丙的干路增加了一个滑动变阻器，当闭合S1，断开S2 ，R0与变阻器串联，闭合S2，断开S1，Rx与变阻器串联时，由于R0与Rx电阻不同，导致R0、Rx两端的电压不再相等，故小明同学的做法不合理；

(8)[11]由电路图知道，闭合开关S，S2 ，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额；

[12][13]保持变阻器R1 的滑片位置不动，再断开S1 闭合S2，移动变阻器R2使电压表不变；根据等效替代的方法，此时R2 =RL ；

[14]接下来他将R1的滑片调至最左端，则连入电路中的电阻为0，记下电压表示数U1，即为电源电压；再将R1的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R2 的电压，串联电路电压的规律和欧姆定律知道，小灯泡正常工作时的电阻是：

。