Question

7．圖甲是測量小燈泡（U_額=2.5V）電阻的電路．電源電壓恒為4V．

（1）請將圖甲中的電路連接完整．（要求滑片P向右滑動時電燈變亮，導線不允許交叉）
（2）實驗的原理是：R=$\frac{U}{I}$，實驗中，滑動變阻器除了保護電路外，還可以改變小燈泡兩端的電壓和通過的電流，多測幾組數據．
（3）下表是記錄的部分實驗數據，圖乙是第1次實驗中電流表的示數，該示數為0.24A．這5次實驗中，燈泡電阻的最大值為10.42Ω（結果保留兩位小數）．幾次測量小燈泡電阻值不相等的原因是小燈泡的電阻與溫度有關．為了完成這5次實驗，應該選取最大阻值不小于45Ω的滑動變阻器．

實驗次數	1	2	3	4	5
電壓U/V	2.5	2.0	1.5	1.0	0.4
電流I/A		0.22	0.19	0.16	0.08

Answer 1

分析 （1）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中，滑片P向右滑動時電燈變亮說明電路中的電流變大，滑動變阻器接入電路中的電阻變小即右下方接線柱必須接入電路中；
（2）測量電阻的原理：R=$\frac{U}{I}$；
滑動變阻器滑片滑到最大阻值處，電路中電流最小，對電路起保護作用；移動滑動變阻器滑片，改變電路電流，改變燈泡的電壓和電流，能完成多次實驗，以便發現電阻和溫度的關系；
（3）①根據電流表的量程和分度值讀出第1次實驗中電流表的示數；
②根據燈絲的電阻與溫度的關系進行判斷，當電壓最大時，燈絲的溫度最高，電阻最大；
③當燈泡兩端的電壓最小時滑動變阻器接入電路中的電阻最大，根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用串聯電路的電流特點和歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的阻值即可得出滑動變阻器的最小的最大阻值．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯；滑動變阻器的右下方接線柱與燈泡串聯時，滑片P向右滑動時電燈變亮，電路圖如下圖所示：

（2）測量電阻的原理：R=$\frac{U}{I}$；
閉合開關前，滑動變阻器的滑片處于最大阻值處，電路電阻最大，電流最小，對電路起保護作用；
移動滑動變阻器的滑片，改變燈泡的電壓和電流，計算燈泡電阻，完成多次實驗，以便尋找燈泡電阻與溫度的關系；
（3）①由實物圖可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，第1次實驗中電流表的示數為0.24A；
②燈泡兩端的最高電壓為2.5V，此時燈泡最亮，燈絲溫度最高，電阻最大，
所以燈泡電阻的最大值為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.24A}$≈10.42Ω；
由于燈絲的電阻與溫度有關，所以每次測量的電阻值不相同；
③當燈泡兩端的電壓最小U_L=0.4V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，
滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=4V-0.4V=3.6V，
串聯電路中各處的電流相等，所以滑動變阻器接入電路中的電阻R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.6V}{0.08A}$=45Ω，故滑動變阻器的最大阻值不小于45Ω．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）R=$\frac{U}{I}$；改變小燈泡兩端的電壓和通過的電流，多測幾組數據；
（3）0.24；10.42；小燈泡的電阻與溫度有關；45．

點評 本題考查了電壓表量程和選擇和連接、滑動變阻器的正確使用和作用、電流表的讀數、串聯電路的特點和歐姆定律的應用，關鍵是會根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程和知道電壓表的示數最小時滑動變阻器接入電路中的電阻最大．