Question

（6分）小強利用如圖甲所示電路測定小燈泡的電阻，被測小燈泡的正常發(fā)光的電壓為2.5V。實驗室有如下器材：電源（電壓為6V）、電流表（0～0.6A 0～3A）、電壓表（0～3V 0～15V）、開關各一個、導線若干、滑動變阻器三只：R1（20Ω 0.5A）、R2（50Ω 0.5A）、R3（500Ω 1A）。

（1）實驗前在檢查儀器時，發(fā)現電流表指針如圖乙所示，則接下來的操作是__________________。正確連接電路，閉合開關，發(fā)現無論怎樣移動滑片，燈泡都不亮，電壓表的示數接近6V，而電流表的示數幾乎為0，則電路可能出現的故障是 。

（2）排除電路故障后，閉合開關，改變滑動變阻器的阻值，多次測量，小明畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關系圖像（如圖丙），則小燈泡正常發(fā)光的電阻為_______Ω。在多次測量中，小明還發(fā)現：當電壓表的示數減小時，電壓表與電流表的示數之比 。（選填“變大”、“變小”或“不變”）。

（3）燈泡的電阻測量完畢，小強用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻更換電路中的燈泡，探究電流跟電阻的關系，得到如圖丁所示的電流I隨電阻R變化的圖像，則小明應選用滑動變阻器____（選填“R1”、“R2”或“R3”）。若某次實驗中滑動變阻器連入的阻值為21Ω， 則所選定值電阻的阻值為 Ω。

 

Answer 1

⑴ 應對電流表進行機械調零，使指針指在零刻度線上 、燈泡斷路；（2）10 、變小 ；（3）R2、 15

【解析】

試題分析：（1）用電流表測量電流前，應檢查指針是否指在零刻度線上，圖乙中電流表指針沒有指在零刻度線上，應對電流表進行機械調零，使指針指在零刻度線上；正確連接電路，閉合開關，發(fā)現無論怎樣移動滑片，燈泡都不亮，電壓表的示數接近6V，而電流表的示數幾乎為0，說明電壓表串聯到電路中，即燈泡斷路。

（2）由小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關系圖像（如圖丙）可知，小燈泡正常發(fā)光時的電流為0.25A，則小燈泡正常發(fā)光的電阻為RL=UL/IL=2.5V/0.25A=10Ω。由圖丙還知，電流隨電壓的增大不是均勻的，而是增大的幅度越來越小，即電壓表與電流表的示數之比應該越來越大。反之，當電壓表的示數減小時，電壓表與電流表的示數之比 變小。

（3）由圖丁所示的電流I隨電阻R變化的圖像可知，當R=10Ω，電流為I=0.25A，則實驗中電壓表的示數保持為U=IR=0.25A×10Ω=2.5V不變，此時滑動變阻器兩端的電壓為(6V-2.5V)=3.5V不變，由串聯分壓U1：U2=R1：R2可知R1：R2= U1：U2=2.5V：3.5V=5：7，而定值電阻最大為25Ω，則滑動變阻器連入的阻值最大為R/=7×25Ω/5=35Ω，則小明應選用滑動變阻器R2；若某次實驗中滑動變阻器連入的阻值為21Ω， 則所選定值電阻的阻值為R=5×21Ω/7=15Ω。

考點：電路分析；圖像分析；歐姆定律