Question

某同學使用如下圖A所示器材測定小燈泡在不同電壓下的阻值，已知小燈泡標有“9V，4.5W“字樣，備選滑動變阻器有二種規格，R₁標有”5Ω，2A”R₂標有”100Ω，2A”現要求小燈泡兩端電壓從零開始，并能測量多組數據．
（1）為使操作更為方便，滑動變阻器應選用

 

（選填R₁，R₂）
（2）將圖中的實物圖補充完整，使其能盡量準確地測量小燈泡的阻值．
（3）本實驗操作時應閉合開關，移動滑動變阻器滑片，使小燈泡電流

 

（選填”從小到大”或”從大到小”）變化，讀取數據．若某同學選用15V量程電壓表進行測量示數如下圖B所示，此時示數為

 

（4）圖C為某同學根據實驗數據做出的一根I-U圖線，從圖中可以求出小燈泡正常工作時的阻值大小為

 

，（保留三位有效數字）此阻值比小燈泡的實際阻值偏

 

．（選填“大”或“小”）

Answer 1

分析：（1）電壓要從零開始連續調節，滑動變阻器要采用分壓式接法；滑動變阻器的電阻調節是不連續的，如果有20圈，則R₁與R₂每調節一圈電阻值變化分別為0.25Ω、5Ω，顯然選擇R₁電壓變化更加均勻，方便測量；
（2）電壓要從零開始連續調節，滑動變阻器要采用分壓式接法；安培表外接法；
（3）為防止損壞燈泡，小燈泡電壓要從零開始逐漸增大；電壓表讀數注意每小格表示的電壓值；
（4）從U-I圖象得到小燈泡兩端電壓為9V時的電流值，然后根據歐姆定律求解電阻；安培表外接法，電壓表有分流作用，電流測量值偏大．

解答：解：（1）電壓要從零開始連續調節，滑動變阻器要采用分壓式接法；滑動變阻器的電阻調節是不連續的，如果有20圈，則R₁與R₂每調節一圈電阻值變化分別為0.25Ω、5Ω，顯然選擇R₁電壓變化更加均勻，方便測量，故選擇R₁；
（2）滑動變阻器采用分壓接法，實物電路圖如圖所示．

（3）為防止損壞燈泡，小燈泡電壓要從零開始逐漸增大，故電流也是由零開始逐漸增大；
電壓表量程是15V，由圖示電壓表可知，電壓表最小分度值是0.5V，電壓表示數是8.5V．
（4）由圖C所示圖象可知，燈泡額定電壓9V所對應電流為0.55A，
燈泡正常工作時的電阻R=

U

I

=

9V

0.55A

≈16.4Ω；電流表采用外接法，
由于電壓表的分流，所測電流偏大，由歐姆定律可知，燈泡測量值小于真實值．
故答案為：（1）R₁；（2）電路圖如圖所示；（3）從小到大；8.5V；（4）16.4Ω；小．

點評：滑動變阻器采用分壓式接法時，待測電阻越大，滑動變阻器阻值越小，待測電阻兩端的電壓變化越是均勻，越是便于測量．