Question

4．小明用圖甲所示的電路測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡電阻，電源電壓為3V．圖乙是小明未完成連接的實(shí)驗(yàn)電路．
（1）請(qǐng)你按照電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖乙中實(shí)驗(yàn)電路的連接．

（2）小明連接完電路后，發(fā)現(xiàn)小燈泡微微發(fā)光，移動(dòng)滑片，小燈泡亮度不變，請(qǐng)你幫助小明分析原因：滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱．
（3）小明將電路連接正確后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片，使小燈泡剛好正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，電流表的讀數(shù)是0.3A，小燈泡的阻值是8.3Ω；此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值是1.7Ω（小數(shù)點(diǎn)后保留一位）．
（4）實(shí)驗(yàn)中，小明的小燈泡先由暗變亮，發(fā)出耀眼的光后被燒壞．為了避免燈絲燒斷，請(qǐng)你提出在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)：緩慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，同時(shí)觀察電壓表的示數(shù)，使其不能超過小燈泡額定電壓值的1.2倍．
（5）完成實(shí)驗(yàn)后，小明用定值電阻代替小燈泡繼續(xù)“探究電阻不變時(shí)，電流與電壓的關(guān)系”，應(yīng)該改變電壓，觀察電流的變化．請(qǐng)寫出兩種（不同角度）改變定值電阻兩端電壓的方法．改變電源電壓、調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中燈泡、滑動(dòng)變阻器應(yīng)串聯(lián)，且滑動(dòng)變阻器一上一下接入電路，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓，根據(jù)燈泡額定功率判斷電壓表量程．
（2）根據(jù)電路現(xiàn)象移動(dòng)滑片小燈泡亮度不變，分析電路故障原因．
（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)圖丙電流表的量程和分度值讀出示數(shù)，利用歐姆定律求出小燈泡的電阻和滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值．
（4）為防止燈泡被燒壞，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器可以觀察電壓表的示數(shù)來進(jìn)行．
（5）在探究電流與電壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，要保持電阻不變，改變電阻兩端電壓，研究電流與電壓的對(duì)應(yīng)規(guī)律．其中改變電壓有兩種方法：一是改變電源電壓，如改變串聯(lián)的干電池的節(jié)數(shù)或調(diào)節(jié)學(xué)生電源的檔位；二是調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，改變滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻大小，從而使電阻兩端電壓發(fā)生變化．

解答 解：
（1）測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，燈泡、滑動(dòng)變阻器應(yīng)串聯(lián)，且滑動(dòng)變阻器一上一下接入電路，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓，燈泡額定電壓2.5V，所以電壓表使用0-3V量程，如圖所示：
；
（2）閉合開關(guān)，小燈泡微微發(fā)光，說明電路電流很小，電路總電阻很大；移動(dòng)滑片，小燈泡亮度都不改變，說明滑動(dòng)變阻器不能改變電路總電阻，可能是由于滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱，滑動(dòng)變阻器被接成定值電阻造成的；
（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為2.5V，圖丙中，電流表測(cè)量程0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，小燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值：R_變=$\frac{U-{U}_{L}}{I}$=$\frac{3V-2.5V}{0.3A}$≈1.7Ω；
（4）為了避免燈絲燒斷，可以調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器保證電壓表的示數(shù)不能超過額定電壓的1.2倍來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（5）方法1：改變串聯(lián)電池組的節(jié)數(shù)以改變電源電壓；
方法2：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器以改變滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻的阻值大�。�
故答案為：（1）見上圖；（2）滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱；（3）0.3；8.3；1.7；（4）緩慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，同時(shí)觀察電壓表的示數(shù)，使其不能超過小燈泡額定電壓值的1.2倍；（5）改變電源電壓；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接電路的注意事項(xiàng)、連接實(shí)物圖、電路故障的判斷等，串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用．是常見的實(shí)驗(yàn)探究題類型，要掌握好．