Question

（2009?蕪湖）如圖是用兩節(jié)新干電池做“伏安法測(cè)小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)，待測(cè)小燈泡額定電壓為2.5V．

（1）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于圖中

a

（選填“a”或“b”）端．
（2）當(dāng)開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，終過分折，同學(xué)們猜想了一些可能的原因，見下表．請(qǐng)根據(jù)同學(xué)們的猜想，在表中寫出對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)情況．

猜想	電壓表示數(shù)情況	電流表示數(shù)情況
燈泡斷路
燈泡短路		有示數(shù)

（3）故障排除后，同學(xué)們移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，記錄多組小燈泡兩端不同的電壓及對(duì)應(yīng)的通過小燈泡的電流值，根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上繪制出了通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化關(guān)系的圖象（如圖所示）．分析圖象可知，小燈泡正常工作時(shí)的燈絲電阻為

10

Ω．

（4）從圖象還可以看出，小燈泡燈絲的電阻隨電壓的增大逐漸

變大

（選填“變大”或“變小”），從物理學(xué)角度分析，造成這一現(xiàn)象的原因是

電壓大，通過小燈泡的電流大，導(dǎo)致燈絲的溫度升高，小燈泡的電阻增大

．
（5）實(shí)驗(yàn)中測(cè)出了小燈泡在多次不同電壓下的燈絲電阻，有些同學(xué)認(rèn)為可以進(jìn)一步求出它們的平均值以減小誤差．你是否同意他們的觀點(diǎn)？請(qǐng)說明理由．
（6）該實(shí)驗(yàn)的整套裝置還可以用于其它實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)舉出一例．

Answer 1

分析：（1）滑動(dòng)變阻器的滑片要處于最大阻值處，電路中電流最小，起保護(hù)作用．
（2）燈泡串聯(lián)在電路中，燈泡斷路時(shí)，電路中無(wú)電流．電壓表串聯(lián)在電路中測(cè)電源電壓；
燈泡短路時(shí)，電路是通路，電壓表測(cè)量導(dǎo)線電壓．
（3）從圖象上找到2.5V下的電流值，根據(jù)R=

U

I

求電阻．
（4）分別計(jì)算0.5V、1.5V、2.5V下的電阻，進(jìn)行比較電阻的變化．
（5）測(cè)量定值電阻的實(shí)驗(yàn)中，采用多次測(cè)量，是為了多次測(cè)量求平均值來(lái)減小誤差．測(cè)量燈泡電阻實(shí)驗(yàn)中，采用多次測(cè)量，是為了發(fā)現(xiàn)燈絲電阻的變化規(guī)律．
（6）由電壓表測(cè)電壓，由電流表測(cè)量電流，根據(jù)P=UI測(cè)功率．

解答：解：（1）閉合開關(guān)前，滑片離接入電路的下面接線柱最遠(yuǎn)，滑動(dòng)變阻器的滑片處于a端，此時(shí)電阻最大，電流最小，保護(hù)電路．
（2）燈泡斷路，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)電源電壓，有示數(shù)且為電源電壓，電源有兩節(jié)干電池組成，此時(shí)電壓表的示數(shù)為3V；
燈泡短路，其它元件正常工作，電路是通路，電流表有示數(shù)．電壓表測(cè)導(dǎo)線兩端電壓U=IR=I×0Ω=0V，電壓表無(wú)示數(shù)．
（3）由圖象知，2.5V電壓下，燈泡中的電流為0.25A，所以R=

U

I

=

2.5V

0.25A

=10Ω．
（4）同理求得燈泡在0.5V、1.5V、2.5V電壓下的電阻為5Ω、7.5Ω、10Ω．燈絲電壓增大，電流增大，電阻變大．造成這個(gè)現(xiàn)象的原因是，電壓增大，電流增大，溫度升高，電阻增大．
（5）燈絲電壓不同，溫度不同，電阻不同，利用多次測(cè)量求平均值的方法來(lái)減小誤差沒有意義；只有不變的定值電阻，才能采用多次測(cè)量求平均值，減小誤差．
（6）利用本裝置能測(cè)量電壓和電流，還能求出電功率，所以還能完成測(cè)燈泡功率實(shí)驗(yàn)．
故答案為：（1）a．
（2）

猜想	電壓表示數(shù)情況	電流表示數(shù)情況
燈泡斷路	3V	無(wú)示數(shù)
燈泡短路	無(wú)示數(shù)	有示數(shù)

（3）10．
（4）變大；電壓大，通過小燈泡的電流大，導(dǎo)致燈絲的溫度升高，小燈泡的電阻增大．
（5）不同意，因?yàn)椴煌�電壓時(shí)，燈絲的溫度不同，電阻不同，求電阻的平均值沒有實(shí)際的物理意義．
（6）測(cè)量小燈泡的電功率．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及到的知識(shí)很多，電路故障時(shí)，電壓表電流表的示數(shù)，滑動(dòng)變阻器的作用，從圖象中讀出對(duì)應(yīng)的電壓和電流來(lái)計(jì)算電阻，分析電阻和溫度的關(guān)系，多次測(cè)量的目的等等，綜合性很強(qiáng)．