Question

小明在学习了电学知识后，设计了如图甲所示的电路，完成如下实验探究：Ⅰ、探究定值电阻上的电流跟两端电

小明在学习了电学知识后，设计了如图甲所示的电路，完成如下实验探究：Ⅰ、探究定值电阻上的电流跟两端电压的关系．Ⅱ、额定功率为1W的小灯泡中的电流跟两端电压的关系．（1）请用笔画线将图乙补充完整．（2）闭合S1、断开S2，移动滑动变阻器的滑片P，得到表格中的数据，其中第三次电压表的数据如图丙所示，请将读数填到表格的相应位置中．通过数据分析，可归纳出的结论是______；由表格中的数据可知电阻R=______Ω．次数物理量123U/N24I/A0.200.40.50（3）断开S1、闭合S2，移动滑动变阻器的滑片进行实验，小灯泡突然熄灭，检查发现电流表的示数为零，电压表的示数接近电源电压，请你帮小明分析电路的故障可能是______．排除故障后，小明继续实验，根据记录到灯泡L的电压和电流的数据，绘制成电压和电流的关系图象如图丁所示，小灯泡的额定电压为______V．（4）完成上述实验后，小明断开S1、S2，把小灯泡换成标有“220V 60W”的白炽灯泡．正确连接电路闭合S2，测白炽灯泡的电阻时，发现电流表示数很小调节滑动变阻器的滑片，电流表示数变化非常小，你认为出现这种现象的原因是______．小明仔细分析，决定用其他方法测白炽灯电阻，他仅利用两块电压表和1个125Ω的电阻及原有的电源、1个开关和导线，测出白炽灯的电阻约为62.5Ω．这比小灯泡正常发光时的电阻小得多，请你分析造成这种差异的原因并将小明设计的电路画在戊图的方框内．主要原因是：______．

Answer 1

（1）滑动变阻器在使用时，其解法必须是一上一下；如下图：

（2）据图可知，电压表选的是大量程，故分度值是0.5V，所以此时电压表的示数是5V；
故此时分析表格中的数据可以看出，电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；
且此时的电阻是：据I=

U

R

可得：R=

U

I

=

2V

0.2A

=10Ω；
（3）分析题目可知，此时电流表无示数，即表明是断路，但电压表有示数，即表明此时电压表测量的是电源电压，故分析可得是由于小灯泡断路造成的；
据小灯泡的额定功率为1W的，结合图象，利用公式P=UI可得出，小灯泡的电流是0.4A，即电压为2.5V时正常工作，故其额定电压为2.5V；
（4）将“220V 60W”的白炽灯泡串联在电路中，由于灯泡的电阻较大，根据I=

U

R

，电路中的电阻较小，所以调节滑动变阻器的滑片，电流表示数变化非常小；
可将灯泡与电阻串联，分别测出它们两端的电压，根据串联电路的电流相等求出灯泡的电阻，如图所示：
；
由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以常温下的电阻小于正常发光时的电阻．
故答案为：（1）见上图；（2）电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；10；（3）灯泡L所在支路断路；2.5；（4）灯泡的电阻太大，电路中的电流太小；电路图见上图；灯丝的电阻随温度的升高而增大．