Question

（2013?六合区一模）在“测量小灯泡的电阻”实验中，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V．
（1）电路接通后，小明发现移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻减小时，电压表的示数也变小了，你认为电路连接中存在的错误是

电压表接在了滑动变阻器两端

．
（2）改正电路后，他将测得的数据及计算结果填在下面的表格中：

实验次序 物理量	1	2	3	4
电压U/V	2.5	2.0	1.5	1.0
电流I/A	0.30	0.26	0.22	0.20
电阻R/Ω		7.7	6.8	5.0

小灯泡正常发光时的电阻为

8.3

Ω（保留一位小数）．
（3）分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的，这说明电阻的大小与

温度

有关．这种现象在生活中也有体现，例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间，灯丝

容易

烧断（选填“容易”或“不容易”）．
（4）小明还想测出一段电炉丝的电阻值，可是在连接电路时发现电流表已被烧坏．请你利用现有器材（电压未知的电源、量程合适的电压表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器、开关各一个，导线若干），帮助小明设计一个不移动电压表就能测出这段电炉丝阻值的电路．把你设计的实验电路图画在答题卡中的虚线框内（电炉丝的符号为“”）．

Answer 1

分析：（1）电要判别电路中哪里出错，要看电压表、电流表的示数变化．假如电流表有读数，电压表没有读数，则电压表所测的用电器短路；假如电流表没有读数，电压表有读数，则电压表所测的用电器断路；假如电压表示数随滑动变阻器电阻的增大而增大，则电压表接在了变阻器两端；
（2）在额定电压下的发光为正常发光，从表格总读出灯泡两端电压为额定电压时对应的电流，利用R=

U

I

计算电阻；
（3）导体电阻随温度变化而变化，灯丝电阻变化的原因是温度变了．白炽灯在刚开灯的瞬间，温度较低，电阻较小，瞬时功率P=

U2

R

较大，容易烧坏；
（4）可用滑动变阻器和待测电阻串联，用电压表和待测电阻并联：利用动变阻器的最大阻值和它两端的电压，可以起到电流表的作用，以及滑片P的移动可以改变电路的连接方式，从而使电压表测量不同电路两端的电压，由此可以得到滑动变阻器两端的电压．进而可以求得待测电阻的阻值．

解答：解：（1）电压表示数减小的缘由是由于电压表接在了滑动变阻器两端，电压表电阻减小，电路中电流增大，依据U=IR，定值电阻两端电压增大，所以变阻器两端电压减小；
（2）从表中数据可以看出：U=2.5V，I=0.30A，
根据I=

U

R

，小灯泡正常发光时的电阻为：R=

U

I

=

2.5V

0.30A

≈8.3Ω；
（3）①由表知，随电压的增大，灯丝电阻不断增大，电压变大灯丝的发热功率变大，灯丝温度升高，这说明电阻的大小与温度有关；
②白炽灯在刚开灯的瞬间，温度较低，电阻较小，瞬时功率P=

U2

R

较大，容易烧坏；
（4）设计电路如下图所示：
①当滑片P位于最左端时，滑动变阻器没有接入电路，此时电压表测量电源电压U；
②当滑片P位于最右端时，滑动变阻器全部接入电路，此时滑动变阻器的最大阻值R₂与待测电阻R₁串联接入电路，电压表测量待测电阻两端的电压U₁；
③则滑动变阻器两端的电压U₂=U-U₁；
此时电路中的电流：I=

U-U1

R2

；
再利用此时R₁两端的电压U₁，即可求出待测电阻R₁的阻值．

故答案为：（1）电压表接在了滑动变阻器两端；
（2）8.3；
（3）温度；容易；
（4）如上图．

点评：此题主要考查学生对伏安法测电阻的探究实验这一知识点的理解和掌握，此题涉及到的知识点较多，特别是（4）“一只电表测电阻”，对于这种类型的题目，由于器材相对不够，不能用“伏安法”来测电阻，因此要运用“等效替代”的思想来设计测电阻的方法．