(2014•邯郸二模)在“测定小灯泡电阻”的实验中,提供如下实验器材:

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  • 解题思路:(1)滑动变阻器滑片向右滑动时灯泡变暗,说明灯泡实际功率变小,灯泡电压变小,电路电流变小,滑动变阻器接入电路阻值变大,滑动变阻器两端电压变大,此时电压表示数变大,说明电压表与滑动变阻器并联,根据以上分析完成电路图的连接;

    (2)灯泡在额定电压下正常发光,电压表测滑动变阻器电压,由串联电路电压规律可以测出电压表的示数;

    (3)灯泡熄灭,可能是灯泡断路或断路或灯泡之外电路断路造成的;电流表示数变大,说明电路不存在断路,电路电阻变小,则电路故障是电路某处发生短路;电压表测滑动变阻器两端电压,电压表示数变大,说明滑动变阻器不可能短路,则电路故障为:灯泡短路;

    (4)根据各实验的原理与实验要求,逐一分析各实验,判断能进行哪个实验;

    (5)电流表损坏,滑动变阻器最大阻值已知,可让电阻R与滑动变阻器串联,滑动变阻器阻值全部接入电路,用电压表测电阻R或滑动变阻器的电压,由串联电路特点、欧姆定律求出电阻阻值.

    (1)滑动变阻器串联接入电路,由题意及分析可知,电压表与滑动变阻器并联,滑动变阻器用左半部分电阻丝,滑动变阻器应接左下接线柱,电路图如图甲所示;

    故答案为:电路图如图甲所示.

    (2)灯泡电压等于其额定电压2.5V时,灯泡正常发光,此时滑动变阻器两端的电压为3V-2.5V=0.5V,电压表测滑动变阻器两端电压,电压表示数是0.5V;

    故答案为:0.5.

    (3)小灯泡熄灭,而电流表和电压表的示数均变大,则故障的原因是灯泡短路;

    故答案为:灯泡短路.

    (4)A、该电路能测出流过灯泡的电流,求出灯泡两端的电压,可以测量小灯泡的额定功率,不符合题意;

    B、要探究电流与电压的关系,需要保持灯泡电阻阻值不变,但灯泡电阻随温度变化而变化,不是一个定值,该实验器材不能探究电流与电压的关系,符合题意;

    C、移动滑动变阻器滑片,电路电阻发生变化,电路电流变化,灯泡电压发生变化,灯泡实际功率及亮度发生变化,该器材可以探究小灯泡的亮度与消耗功率的关系,不符合题意;

    D、移动滑片,灯泡与滑动变阻器两端电压均发生变化,利用该器材可以探究串联电路电压的特点,不符合题意;

    故答案为:B.

    (5)电阻R与滑动变阻器串联接入电路,移动滑片使滑动变阻器阻值全部接入电路R=20Ω,电压表与电阻R或滑动变阻器串联,闭合开关,读出电压表示数U,电路图如图乙所示;

    则滑动变阻器两端电压U=3V-U,电路电流I=

    U滑

    R滑=[3V−U/20Ω],电阻阻值R=[U/I]=[U

    3V−U/20Ω]=[U×20Ω/3V−U];

    故答案为:电路图如图乙所示;[U×20Ω/3V−U].

    点评:

    本题考点: 伏安法测电阻的探究实验.

    考点点评: 本题考查了设计实验电路、连接电路图、求电压表示数、求电阻等问题,(1)(5)设计、连接电路难度较大,知道实验原理、明确实验要求是正确解题的前提与基础.