Question

19．在“測量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，已知電源電壓為4.5V，小燈泡標(biāo)有“3.8V”的字樣．

（1）、小麗連接的實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，其中有一條導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線，畫出正確的連接線．
（2）、閉合開關(guān)，接通電路后，電流表、電壓表工作正常，示數(shù)均不為零．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針不隨著發(fā)生變化，則可能的原因是滑動(dòng)變阻器同時(shí)接入了上面的兩接線柱或同時(shí)接入了下面的兩接線柱．
（3）、改正電路后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得某次實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.2A，電壓表的示數(shù)為1.2V．
（4）、在實(shí)驗(yàn)（3）中，你認(rèn)為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作有什么不妥電流表的量程選擇過大？如何改進(jìn)？選擇0～0.6A量程接入電路
（5）、電路全部修改正確以后，小麗重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄的數(shù)據(jù)如上表所示，在獲得第一組數(shù)據(jù)后，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值應(yīng)逐漸增大（填“增大”或“減小”）．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電壓/V	電流/A	電阻/Ω
①	3.8	0.38
②	3.0	0.34
③	2.0	0.28
④	1.0	0.08

（6）、請(qǐng)結(jié)合你已有的知識(shí)對(duì)小麗的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可知第④組數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的，你是如何判斷出來的？燈絲電阻隨溫度的降低而減小
（7）、由計(jì)算可知小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是10Ω．
（8）、小麗完成實(shí)驗(yàn)整理好器材離開后，他的伙伴小剛接著做同樣的實(shí)驗(yàn)，忽然發(fā)現(xiàn)電壓表
“0～15V”檔量程已損壞，小剛?cè)韵霚y出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，請(qǐng)你幫小剛設(shè)計(jì)一個(gè)電路，把電路圖畫在圖3虛線框內(nèi)．

Answer 1

分析 （1）電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡兩端，根據(jù)電表在電路中的接法分析電路圖，找出錯(cuò)誤并改正；
（2）要改變用電器兩端電壓，滑動(dòng)變阻器必須采用“一上一下”的接法，串聯(lián)在電路中；
（3）讀取電流表、電壓表示數(shù)時(shí)，首先要明確電表選擇的量程和對(duì)應(yīng)的分度值，讀數(shù)時(shí)視線與指針?biāo)�在刻度線相垂直；
（4）電流表的指針偏轉(zhuǎn)太小，說明量程選擇太大，改進(jìn)的方法是換接小量程；
（5）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，獲得第1組數(shù)據(jù)后，燈泡兩端的電壓逐漸減小，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)判斷滑動(dòng)變阻器兩端電壓如何變化，進(jìn)一步判斷滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值如何變化；
（6）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由歐姆定律判斷燈泡電阻的變化，根據(jù)溫度對(duì)燈泡電阻的影響分析答題．
（7）燈泡在額定電壓下正常發(fā)光，由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)找出燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（8）伏安法測小燈泡電阻時(shí)，小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測量電路中的電流，電壓表測量燈泡兩端電壓，
由于電壓表的0～15V量程已損壞，而0～3V量程完好，燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓為4.5V-3.8V=0.7V，因此將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端．

解答 解：（1）由電路圖知，電流表與燈泡并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中，
電流表與電壓表連接錯(cuò)誤，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，電路如圖所示：

（2）閉合開關(guān)，接通電路后，電流表、電壓表工作正常，示數(shù)均不為零．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針不隨著發(fā)生變化，
說明滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻不變，可能的原因是：同時(shí)連接了上面的兩個(gè)接線柱（相當(dāng)于導(dǎo)線）或下面的兩個(gè)接線柱（相當(dāng)于在電路中串聯(lián)了一個(gè)定值電阻）．
（3）由圖知，電流表選擇的量程為0～3A，對(duì)應(yīng)的分度值為0.1A，指針在“0”后兩個(gè)小格處，所以電流表的示數(shù)為2×0.1A=0.2A；
電壓表選擇的量程是0～3V，對(duì)應(yīng)的分度值為0.1V，指針在“1”后面兩個(gè)小格處，所以電壓表的示數(shù)為1V+2×0.1V=1.2V．
（4）由圖知，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度太小，原因是選擇的量程太大，所以應(yīng)該連接小量程．
（5）燈泡兩端的電壓逐漸減小，電源電壓不變，與燈泡串聯(lián)的滑動(dòng)變阻器兩端電壓應(yīng)逐漸增大，因此滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)逐漸增大．
（6）燈泡實(shí)際功率隨燈泡電壓的減小而減小，燈泡功率減小，燈泡的溫度降低，燈泡燈絲電阻隨溫度降低而減小，即隨燈泡電壓減小燈絲電阻應(yīng)減小，
由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，當(dāng)燈泡電壓由2.0V降為1.0V時(shí)，燈泡電阻增大，這不符合實(shí)際，所以第④組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤．
（7）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，燈泡額定電壓U=3.8V，對(duì)應(yīng)的電流I=0.38A，
由I=$\frac{U}{R}$得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.38A}$=10Ω．
（8）使燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測量電路中的電流，電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端；
連接完電路時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)等于4.5V-3.8V=0.7V時(shí)，讀出此時(shí)電流表的示數(shù)，然后根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出燈泡正常發(fā)光的電阻．
從電源正極依次串聯(lián)開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表回到電源負(fù)極，電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，如下圖所示：

故答案為：（1）見上圖；
（2）滑動(dòng)變阻器同時(shí)接入了上面的兩接線柱或同時(shí)接入了下面的兩接線柱；
（3）0.2；1.2；
（4）電流表的量程選擇過大；選擇0～0.6A量程接入電路；
（5）增大；
（6）④；燈絲電阻隨溫度的降低而減小；
（7）10Ω；
（8）見上圖．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電路連接錯(cuò)誤分析及改正、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、求燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等問題，涉及了實(shí)驗(yàn)題中的各項(xiàng)知識(shí)，對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握能力有了更高的要求，同時(shí)，該題又不同于以往的實(shí)驗(yàn)題，它既有對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的考查，又有對(duì)知識(shí)的變通應(yīng)用，特別是第（8）問，要靈活的運(yùn)用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)．