Question

12．如圖是小芳在做“伏安法測量小燈泡電阻值”時連接的部分電路，已知小燈泡額定電 壓為2.5V，其正常發光時電阻值約為10Ω．
（1）請用筆畫線代替導線將小芳未連接好的電路連接完整（要求：閉合開關前，要將滑 動變阻器滑片置于最左端）．
（2）閉合開關后，發現小燈泡不亮，小芳立刻要求老師更換小燈泡，老師根據電壓表和電流表均有較小示數（填寫電表指針偏轉情況）得出結論：電路連接正確，不用更換小燈泡即可實驗．
（3）通過正確的操作，測得的數據記錄在如表的表格中：

實驗次數	1	2	3
電壓U/V	2.0	2.5	2.8
電流I/A	0.20	0.24	0.25
電阻R/
電阻的平均值/Ω

設計的表格中有一處不妥之處，請指出不妥之處及其原因：“電阻的平均值”一欄設置錯誤，因為燈泡的電阻與溫度有關，所以不同電壓下燈泡的電阻不同，表格中求電阻的平均值無意義．
（4 ）測得小燈泡正常發光時的電阻值為10.4Ω（保留一位小數）．

Answer 1

分析 （1）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，根據I=$\frac{U}{R}$確定電流表的量程，滑動變阻器接右下；
（2）電路連接正確，燈泡不亮的原因有兩個，即沒有電流通過或雖有電流通過、但太小；是否有電流可以由電流表、電壓表指針是否偏轉確定；有電流通過、但太小可以通過調節滑動變阻器來觀察燈泡是否發光來判斷；
（3）燈泡的電阻與溫度有關
（4）額定電壓下燈泡正常發光，根據歐姆定律求出此時燈泡的電阻．

解答 解：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，故電壓表的量程為0-3V，根據I=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，故電流表的量程為0-0.6A，閉合開關前滑片在最左端，故滑動變阻器接右下接線柱，故電路連接如圖所示：

（2）如果小燈泡斷路，電路中沒有電流，電流表示數為零，但電壓表的示數接近電源的電壓；如果小燈泡短路，電路中有電流，但電壓表示數為零；如果滑動變阻器接入電路的電阻過大，電流表和電壓表有示數，但示數很小；故燈泡不亮時，應首先調節滑動變阻器或檢查燈泡是否燒壞或觀察電流表指針是否
故老師根據電壓表和電流表均有較小示數判斷出不用換燈泡；
（3）“電阻的平均值”一欄設置錯誤，因為燈泡的電阻與溫度有關，所以不同電壓下燈泡的電阻不同，表格中求電阻的平均值無意義．
（4）有表知：燈泡正常發光時的電壓為2.5V，此時通過燈泡的電流為0.24A，
根據歐姆定律可得，此時燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.24A}$≈10.4Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）電壓表和電流表均有較小示數；（3）“電阻的平均值”一欄設置錯誤，因為燈泡的電阻與溫度有關，所以不同電壓下燈泡的電阻不同，表格中求電阻的平均值無意義；（4）10.4．

點評 本題考查了伏安法測電阻的實物連接、故障分析、電阻的計算，是一道基礎題．