Question

小明和小红各自进行“测定小灯泡的电阻”的实验．实验中使用的小灯泡均标有“2.5V”字样，所用电源和滑动变阻器相同．
（1）小明按图1（a）正确连接电路，并将变阻器的滑片移至最右端．闭合开关后，三个电表的示数如图1（b）、（c）、（d）所示，则他们所用的电源电压为______V．接着他移动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，观察到滑片恰好在变阻器的中点上，小灯泡正常发光时的电阻约为______Ω．（保留一位小数）
（2）小红连接电路时只用了图1（a）中的V₁，没有使用V₂，连接的实物图如图2所示．闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡______；经检查，是由于一根导线连接错误．请你在实物图中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线．
（3）正确的连线后，小红测得多组电压表和电流表的数据，在坐标系中画图线，其中正确的是：______

Answer 1

【答案】分析：（1）由图（a）判断电压表V₁和V₂各测量谁的电压，根据两个电压表指针偏转角度可以判断电压表V₁使用0～3V量程，电压表V₂使用0～15V量程，可以判断电源电压值．
②知道电源电压和灯泡两端电压，根据串联电压特点，求出滑动变阻器两端电压，根据电流表示数，求出滑动变阻器最大值．
③灯泡和滑动变阻器串联在电路中，知道灯泡两端电压和电源电压，求出滑动变阻器两端电压，又知道滑动变阻器滑片在中点，滑动变阻器接入的值，求出电路电流，即灯泡正常工作电流．
知道灯泡额定电流和额定电压，求出灯泡阻值．
（2）①电压表电阻很大，电压表串联在电路中，电路电阻很大，电流很小，灯泡不能发光，
②实物连接图中找错误之处，主要从电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用上考虑：
从电流表、电压表的量程、连接方式、正负接线柱的接入方法上考虑．
从滑动变阻器接线柱的接入和滑片的位置考虑．
 （3）灯丝电阻随温度升高而增大．灯泡两端电压增大，灯丝温度升高，电阻不断增大．
解答：解：（1）①由图（a）知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V₁测灯泡电压，电压表V₂测电源电压，所以电压表V₂示数大于电压表V₁示数，但是电压表V₁指针偏转大于电压表V₂指针偏转，所以电压表V₁选择0～3V量程，所以电源电压为6V，示数为2V，电压表V₂选择0～15V量程，示数为6V．
②滑动变阻器电压为U滑=6V-2V=4V，
由电流表示数知，电路电流为0.2A，
所以滑动变阻器最大阻值为：R_滑===20Ω．
③滑动变阻器滑片在中点时，灯泡正常工作，
所以R_滑中=R_滑=×20Ω=10Ω，
U_滑中=6V-2.5V=3.5V，
所以电路电流为：I_正常===0.35A，
灯泡正常工作时的电阻：R==≈7.1Ω．
（2）①电压表阻值很大，电压表串联在电路中电路电流很小，灯泡不能发光．
②从电源正极开始，依次经开关、电流表、滑动变阻器、灯泡到电源负极，电压表并串联在灯泡两端，如图．
  
 （3）A、电流跟电压成正比．不符合题意．
B、电压增大，电流不变．不符合题意．
C、电压增大，电流增大值更大．不符合题意．
D、电压增大，电流增大值减小．符合题意．
灯丝电阻随温度升高而增大，所以电压升高时，温度升高，灯泡电阻增大，故选D．
点评：（1）根据两个电压表测量的电压和电压表指针偏转情况，判断电压表所接量程，求电源电压是解决本题的关键．
（2）定值电阻材料随温度变化不大，可以认为电压增大，温度升高，但电阻值不变；灯丝电阻材料随温度变化比较大，电压增大，温度升高，阻值增大．