Question

現準備用“伏安法”測量額定電壓為2.5V的小燈泡的電阻，實驗室能提供的實驗器材有：
A．待測小燈泡L（其正常工作時的電阻值約為10Ω）；
B．二節新的干電池串聯（每節干電池的電壓為1.5V）；
C．電壓表一個（量程為0～3V，0～15V，電阻為5KΩ）；
D．電流表一個（量程為0～0.6A，0～3A，電阻為5Ω）；
E．滑動變阻器R₀（阻值為0～50Ω，額定電流為1A）；
F．開關S一個,導線若干.則：
（1）如果使用上述器材來測量小燈泡的電阻，那么，當小燈泡正常工作時，該電路中的電流約為__________A，因此，電流表的量程應選0～__________A。
（2）由于電流表和電壓表都有一定的電阻，嚴格來說將它們接入電路后，對電路都要產生一定的影響。那么，為了減少誤差，在甲、乙所示的電路圖（未畫完）中，最好選__________（選填“甲”或“乙”）。

（3）根據以上選擇的電路圖，在丙圖中用鉛筆畫線代替導線進行連線，使之成為能比較精確地測量出小燈泡電阻的電路（其中，部分導線已連接）。
（4）在實驗中，某同學設計的實驗報告及實驗記錄數據如下表所示。

實驗名稱	用“伏安法”測量小燈泡的電阻
實驗目的	練習使用電流表和電壓表測量小燈泡的電阻
實驗步驟	a、按照電路圖連接電路，調節滑動變阻器的滑片P，使電路中的__________最小。
	b、閉合開關，調節滑片P，使小燈泡兩端的電壓達到__________V，然后，測量從額定電壓開始逐次__________（選填“降低”或“升高”），獲得幾組數據。
	c、根據測出的電壓值和電流值，求出小燈泡的電阻。
實驗記錄	電壓U/V	電流I/A	電阻R/Ω
	2.5	0.26	9.6
	2.0	0.24	8.3
	1.5	0.2	7.5
	1.0	0.15	6.7

①將實驗步驟中的空格填寫完整。
②從實驗記錄中可以看出，存在明顯錯誤的記錄數字是__________。
③分析表中的數據發現燈絲的電阻是變化的，這是因為_____________________________。

Answer 1

（1）0.25；0.6，（2）甲，（3）如下圖，（4）①a、阻值；b、2.5；降低．②0.2，③燈絲的電阻隨著溫度的變化而變化

解析試題分析：（1）燈泡額定電壓為2.5V，正常工作時的電阻值約為10Ω，
則當小燈泡正常工作時電流約為，所以電流表應選0～0.6A量程；
（2）根據電壓表內阻與電流表內阻對測量結果的影響大小進行判斷。一般情況下為了減少誤差應盡量選擇內阻大的電壓表，內阻小的電流表，當電流表的電阻與測量電阻相差不大時就選擇外接法（如甲圖），如果電壓表的內阻較小，而電流表的內阻相對測量電阻非常小時就選擇內接法（如乙圖）。燈泡電阻約為10Ω，電流表內阻約為5Ω，電流表與燈泡串聯時，電流表兩端電壓約為燈泡電壓的一半，電流表的分壓不能忽略，用電路圖乙做實驗，由于電流表分壓造成的誤差太大；燈泡電阻約為10Ω，電壓表電阻為5KΩ，電壓表電阻遠大于燈泡電阻，由并聯電路的電流特點可知，電壓表與燈泡并聯時，電壓表的分流較小，可以忽略，因此用甲電路圖進行實驗，誤差較小；為了減小誤差，實驗時要選擇甲電路圖；
（3）由題意知，電源是兩節干電池串聯，電壓為1.5V×2=3.0V，電壓表選0～3V量程，由（1）知，電流表選0～0.6A量程，電源、滑動變阻器、燈泡、電流表串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端，滑動變阻器要“一上一下”接入電路，電路圖如圖所示；

（4）①a為保護電路，閉合開關前，應調節滑動變阻器滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值為滑動變阻器的最大阻值，使電路中的阻值最大；
b、連接完電路，閉合開關，調節滑動變阻器滑片使電壓表示數為燈泡額定電壓2.5V，使小燈泡先正常發光，然后逐漸降低燈泡兩端電壓，進行測量；
②分析表中數據可知：電流表示數要保留兩位小數，只有第三組的電流值0.2保留一位小數，則該數據記錄錯誤；
③影響電阻大小的因素有：導體的材料，長度，橫截面積和溫度。燈泡中燈絲的材料，長度，橫截面積都不會發生改變，根據表中數據，可看出燈絲的電阻隨著燈泡兩端電壓的降低而減小，這是因為當燈泡兩端電壓減小時，燈泡的亮度會減小，燈絲的溫度會降低，溫度影響了燈絲的電阻。
考點：伏安法測電阻