Question

小明用圖甲所示的電路測量正常工作時電壓為2.5V的小燈泡電阻，圖乙是小明完成連接的實驗電路．

（1）小明將電路連接正確后，閉合開關，調節變阻器的滑片，使小燈泡剛好正常發光，此時電流表的示數如圖丙所示，電流表的讀數是

 

A，小燈泡此時的阻值是

 

Ω；實驗中，滑動變阻器除了保護電路外，還有一個重要的作用是：

 

．
（2）多次測量后，小明畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關系圖象（如圖丁所示），當電壓值改變的時候，小燈泡的阻值是

 

（選填“變化”或“不變”）的，當電壓為0.5V時，小燈泡的阻值為

 

Ω．
（3）小明又想測某未知電阻R_x的阻值，設計了如圖戊所示電路（R₀為已知阻值的定值電阻），并設計了如下實驗步驟，請幫他把缺少的步驟補全，并寫出R_x的表達式．
實驗步驟：
A．按照設計的電路圖連接電路
B．斷開S₂，閉合S₁記錄電流表示數為I₁
C．

 

表達式：R_x=

 

（用已知和測量的物理量的符號表示）

Answer 1

分析：（1）根據電流表的量程、分度值以及指針的位置，讀出電流表的示數；然后根據歐姆定律的變形公式求出燈泡正常發光的電阻；
一般情況下，滑動變阻器的作用是保護電路和改變電路中電流的作用；
（2）燈絲電阻受溫度的影響，變化較明顯，并且溫度越高，電阻越大．
根據圖象讀出電壓表示數為0.5V時，通過燈泡的電流，然后根據歐姆定律即可求出此時燈泡的電阻；
（3）在沒有電壓表時，使定值電阻與待測電阻并聯，根據開關的狀態、電流表的示數以及歐姆定律得出定值電阻兩端電壓，然后根據公式R=

U

I

計算出被測電阻的阻值．

解答：解：（1）根據圖丙可知，電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.25A；
∵I=

U

R

∴燈泡正常發光的電阻：R=

U

I

=

2.5V

0.25A

=10Ω；
本實驗時測量燈泡正常工作時的阻值，因此滑動變阻器除了保護電路外，還可以使燈泡兩端電壓為2.5V；
（2）當燈絲的電阻不變時，電壓與電流的圖象應為正比例函數圖象，因此根據圖丁可知，該圖象不是正比例函數圖象，因此小燈泡的阻值是變大的；
根據圖丁可知，當燈泡兩端電壓為0.5V時，通過燈泡的電流為0.1A，則此時燈絲的電阻：R′=

U′

I′

=

0.5V

0.1A

=5Ω；
（3）實驗步驟：
A．按照設計的電路圖連接電路
B．斷開S₂，閉合S₁記錄電流表示數為I₁
C．斷開S₁、閉合S₂記錄電流表示數為I₂，則表達式：R_x=

I1

I2

R₀．
故答案為：（1）0.25；10；使燈泡兩端電壓為2.5V；（2）變化；5；（3）斷開S₁、閉合S₂記錄電流表示數為I₂；

I1

I2

R₀．

點評：本題考查了電流表的讀數、燈泡電阻與溫度的關系、歐姆定律的應用以及測量電阻的實驗步驟的設計，在實驗中用一個定值電阻和一塊電流表代替了電壓表，設計實驗步驟的宗旨是怎樣能間接地測出電阻兩端的電壓．