Question

某物理实验小组的小明同学用图甲所示的器材测量标有“2.5V”字样的小灯泡L的电功率，其中电源电压为定值

某物理实验小组的小明同学用图甲所示的器材测量标有“2.5V”字样的小灯泡L的电功率，其中电源电压为定值，滑动变阻器上标有“50Ω 1A”字样．（1）在图甲中用笔画线代替导线，将实物图连接完整（要求：滑片向左滑，灯泡变亮．）（2）在闭合开关前，滑片应移到______端（选填“A”或“B”）．小明正确连接电路，并按正确的步骤操作，闭合电键S，电压表和电流表示数分别为1V和0.1A，但是小灯泡几乎不亮，导致这一现象出现的原因是______．（3）移动滑动变阻器，当电压表示数U=______V时，灯泡正常发光．此时电流为图乙所示I=______A，小灯泡的额定功率为______W．此时滑动变阻器接入的阻值为______Ω（保留一位小数）．小明移动滑片，测出多组电流和电压值，分析数据后发现通过小灯泡的电流值与电压值不成正比，检查两电表均无故障，你认为可能的原因是______．（4）小明同学还想探究“电路中电流与电阻的关系”，他拿来几个定值电阻替代小灯泡，先把5Ω电阻连入电路，实验中，将变阻器的滑片移到某一位置时，读出电压表的示数为2V，并读出电流表的示数，紧接着小明想更换电阻再做两次实验，可供选择的电阻有10Ω、20Ω、30Ω、60Ω定值电阻各一个．①为了保证实验成功，他应该选择的电阻是______Ω和______Ω；②该实验的结论是：电压一定时，______．（5）你认为下列实验中多次测量的目的与（4）中实验相同的是______（填序号）．①探究串联电路两端的电压和它的各部分电路的电压之间的关系；②用伏安法测量定值电阻的阻值；③测量物体的长度．

Answer 1

（1）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选择0～3V，并将电压表的3V的接线柱与灯泡的左接线柱相连；将开关的右接线柱与滑动变阻器的左下接线柱相连，如下图所示：

（2）闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片滑动阻值最大处，即将滑片滑动B端；
闭合电键S，电压表和电流表示数分别为1伏和0.1安，但是小灯几乎不亮，即此时的电压和电流都很小，即灯泡不亮是由于小灯的实际电功率较低造成的；
（3）移动滑动变阻器，当电压表示数为2.5V时，灯泡正常发光；
电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
根据实物图可知，电源电压为6V，由串联电路电压的特点可知，滑动变阻器两端电压为6V-2.5V=3.5V，
由I=

U

R

可知，滑动变阻器接入电路的阻值：R=

U′

I

=

3.5V

0.3A

≈11.7Ω；
因为灯丝的电阻与灯丝温度有关，灯丝温度变化，灯丝的电阻随着发生变化，所以通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不成正比．
（2）①为了保证实验成功，要保证更换电阻后电压表的示数仍为2V，
因为电源电压为6V，所以滑动变阻器两端的电压为6V-2V=4V，
即：U₁：U₂=2V：4V=1：2，
因为两电阻串联，所以R₁：R₂=U₁：U₂=1：2，
又因为滑动变阻器R₂的最大电阻为50Ω，所以R₁≤25Ω，
只能选10Ω或20Ω；
②根据欧姆定律的内容可得实验结论：电压一定时，电流与电阻成反比．
（5）（4）中多次实验的目的是为了寻找普遍规律；
①探究串联电路两端的电压和它的各部分电路的电压之间的关系，次实验多次测量是为了寻找普遍规律；
②③用伏安法测量定值电阻的阻值和测量物体的长度两个实验中，多次实验都是为了求平均值来减小误差；
显然①实验与（4）中实验中多次测量的目的相同．
故答案为：（2）B；小灯的泡实际电功率太小；（3）2.5；0.3；0.75；11.7；小灯泡的阻值不是定值；（4）①10；20；②电流与电阻成反比；（5）①．