Question

圖甲是小明“探究電流與電壓關系”的實驗中所連接的實物圖．

（1）①將甲圖中的滑動變阻器阻值調到最大，試觸開關時，會看到的現象是電壓表：

 

，電流表：

 

．
②圖甲中有一根導線接錯了，請在錯誤處畫“×”，并在圖上改正．
（2）改正錯誤后，測量了幾組電壓和電流的值如圖表：

電壓U/V	1.2	1.6	2.0	2.4	2.8
電流I/A	0.12	0.16	0.20	0.24	0.28

分析數據得出的結論是：

 

．
（3）用這個電路還可以測小燈泡的電阻，將定值電阻換成一只標有“2.5V”的小燈泡，閉合開關后當電壓表示數為2.5V時，電流表示數如圖乙，則小燈泡正常發光的電阻是

 

Ω（保留小數點后一位數值），圖丙是小燈泡的U-I圖象，請你說明為什么電流與電壓不成正比？

 

．
（4）小明又發現了一種能測出小燈泡正常發光時電阻的方法，他設計的電路如圖丁所示，其中表示標準電阻箱（阻值變化范圍是0～9999.9Ω）．（提示：圖中的選擇開關，可擲向A．B．C．D四檔，當選擇開關擲向A檔時，1、2兩支路同時接通）請你幫他寫出主要的實驗步驟：

 

；

 

小明知道了小燈泡正常發光電阻，還利用這個測量結果計算出小燈泡的額定功率，其表達式為P_額=

 

（用符號表示）

Answer 1

分析：分析電路故障時可以通過電流流向依次查找，探究電流與電壓關系時，通過觀察數據，很容易發現在電阻一定時，電流跟電壓成正比，測電燈泡電阻時，得出的圖象中電流跟電壓不是正比關系，說明電阻在發生變化，最后是自主設計實驗步驟，側重考查學生實驗綜合能力．

解答：解：（1）①觀察電路圖，電流表跟被測電阻并聯將被測電阻短路，電壓表串聯在電路中，由于自身電阻較大，因此電路中幾乎沒有電流，電壓表此時測量電源電壓，因此電壓表指針偏轉到表盤右側無刻度線處超量程，電流表示數為0；
故答案為：指針偏轉到表盤右側無刻度線處；0．
②改正電路就是將電流表串聯接在電路中，電壓表和被測電阻并聯，改正圖見答案．

（2）通過觀察數據表，可以發現：在電阻一定時，導體的電流跟導體兩端電壓成正比．
（3）由題可知：U=2.5V，電流表示數，I=0.24A，根據歐姆定律得：R=

U

I

=

2.5V

0.24A

=10.4Ω；
通過觀察伏安特性曲線可知，電阻在不斷變化，是因為金屬導體的電阻隨溫度增加不斷變大，即：小燈泡電阻是變化的，隨燈絲溫度升高而增大．
故答案為：10.4；小燈泡電阻是變化的，隨燈絲溫度升高而增大．
（4）通過“等效代替”思想來測量燈泡在額定電壓下的電阻，因此實驗步驟為：
①選擇開關擲向A（或如圖所示位置），調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為2.5V．
②將選擇開關擲向B，保持滑動變阻器滑片位置不動，調節電阻箱使電壓表的示數為2.5V，記下電阻箱連入電路中的阻值R₀，小燈泡正常發光的電阻就為R₀．
根據純電阻功率的計算式得：燈泡額定功率P額= 

U 2 額

R0

．

點評：該題以“探究電流與電壓關系”實驗為基礎，不僅考查了電流與電壓的關系，而且考查了電路故障問題以及金屬導體的電阻隨溫度變化規律和自主設計實驗的能力．