Question

2010年銀川市中考實驗操作考查的測試題是“用伏安法測量小燈泡的電阻”，待測小燈泡的額定電壓為2.5V．你也來就這個實驗進行探究：
（1）請你將圖1所示的實驗電路未連接部分連接好（連線不得交叉）．閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于

 

 （選填“a”或“b”）端．
（2）當開關閉合后，發現小燈泡不亮，請你在表中寫出對應的電壓表和電流表的示數情況．

	電壓表 示數情況	電流表 示數情況
燈泡斷路	有示數
燈泡短路		有示數

（3）故障排除后，移動滑動變阻器的滑片，記錄下多組實驗數據（見表）．請你計算小燈泡正常發光時燈絲電阻為

 

Ω，并在坐標紙上畫出通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化關系的圖象（圖2）．

U/V	2.5	2	1.5	1	0.5
I/A	0.25	0.23	0.20	0.16	0.12
R/Ω		8.70	7.50	6.25	4.17

（4）從數據可以看出，小燈泡燈絲的電阻隨電壓、電流的增大而逐漸變大，于是有些同學認為“燈泡的電阻是由電壓和電流決定的”．你認為這種觀點正確嗎？

 

，支持你觀點的理由是：

 

在本實驗中引起小燈泡燈絲的電阻變化的主要因素是

 

．
（5）實驗中測出了小燈泡在多次不同電壓下的燈絲電阻，有些同學認為可以進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？

 

，請說明理由：

 

Answer 1

分析：（1）由燈泡的額定電壓確定電壓表的量程．電壓表與燈泡并聯．
由題目里表格中的電流值確定電流表的量程，電流表與燈泡串聯．
電流從電壓表和電流表的正接線柱流入，從負接線柱流出．
（2）燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路，燈泡斷路時，電路斷路，電路中沒有電流，電流表無示數，電壓表串聯在電路中，電壓表測量電源電壓；
燈泡短路時，電路總電阻減小，電路電流增大，電流表示數增大，電壓表測量導線電壓，示數為0．
燈泡以外的地方斷路，整個電路都處于斷開狀態，燈泡不亮，電壓表和電流表都沒有示數．
（3）找出燈泡額定電壓下的電流，根據R=

U

I

計算電阻．
在坐標中描出電壓和電流的對應點，用光滑的曲線連接各點．
（4）從圖象分析電壓增大，電流增大，但是電壓比電流增大的倍數大，所以電壓增大，

U

I

增大，電阻增大．
從電阻大小的影響因素分析電阻變化的原因．
（5）根據燈絲的電阻隨溫度的變化而變化的特點進行分析．

解答：解：（1）電路連接如圖所示：

由圖知，滑動變阻器的下面接了右邊的b接線柱，所以在閉合開關前，應將滑片移至左端即a端，使其阻值最大；
（2）燈泡斷路，電路中無電流，電流表無示數，電壓表串聯在電路中，電壓表示數大約等于電源電壓；
燈泡短路，電路中有電流，且會較大，燈泡兩端無電壓，電壓表無示數；
（3）由表格中數據知，R=

U

I

=

2.5V

0.25A

=10Ω；
根據表格中數據描點，連線，如圖所示：

（4）導體的電阻是導體的一種性質，它的大小決定于導體的材料、長度、橫截面積以及溫度，與導體兩端的電壓和通過的電流沒有關系，所以題中觀點是錯誤的；
燈絲的電阻發生變化，是因為燈絲的溫度發生變化而致；
（5）燈泡的燈絲是用電阻隨溫度變化較大的材料制成的；隨燈泡兩端電壓的增大，燈泡的燈絲溫度變化較大，導致燈絲的電阻變化也較大，對于一個變化的量不能用求平均值的方法來減小誤差，所以不同意題中同學們的說法．
故答案為：（1）電路見上圖；a端；
（2）

現  象	電壓表 示數情況	電流表 示數情況
燈泡斷路	有示數	無示數
燈泡短路	無示數	有示數

（3）10Ω； 圖象如上；
（4）觀點不正確；導體的電阻是導體的一種性質，它的大小決定于導體的材料、長度、橫截面積以及溫度，與導體兩端的電壓和通過的電流沒有關系；
溫度；
（5）不同意；燈絲的電阻隨溫度的變化而變化，對于一個變化的量不能用求平均值的方法來減小誤差．

點評：此題考查了有關斷路和短路的區別，燈絲電阻和溫度的關系在該實驗中的應用，測定值電阻的阻值可以多次測量求平均值，由于燈絲的電阻隨溫度的變化而變化，所以測燈絲的電阻是不可以的．