小亮和小雨在“测定小灯泡电阻”的实验中,电源为2节新干电池,所用的小灯泡正常发光时两端的电压为2.5V,电阻约为10Ω.

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  • 解题思路:(1)①电压表应并联在灯泡的两端;图中电路的错误连线改是电压表串联在电路中;

    ②电压表示数为零,说明灯泡两端无电压,电流表有示数,则可能是灯泡短路造成;

    ③电流表、电压表均有示数,灯泡不亮,可能是灯泡的实际功率太小造成;

    ④根据灯丝的电阻与温度有关进行分析;

    读出电压为2.5V时的电流,根据R=[U/I]计算出电阻值;

    (2)分别测出电阻两端的电压及总电压,根据公式I=[U/R]计算出通过R0的电流,便可得知通过Rx的电流,根据串联电路的电压规律计算出待测电阻两端的电压,便可根据R=[U/I]求出Rx的值.

    (1)①由图知,电压表串联在了电路中,应将其与灯泡并联,将滑动变阻器与灯泡串联,电路图如图所示:

    ②闭合开关,小灯泡不亮,电压表的示数为0V,电流表有示数,则小灯泡短路;

    ③故障排除后,再闭合开关,发现小灯泡仍不亮,但电流表和电压表示数均较小,则说明滑动变阻器的电阻较大,使得灯泡的实际功率太小造成,此时应减小滑动变阻器的阻值,将滑片向左滑动;

    ④灯丝的电阻随温度的升高而增大,实验表格中设计了求小灯泡电阻的平均值是错误的;

    由图象知,当U=2.5V时,I=0.2A,则R=[U/I]=[2.5V/0.2A]=12.5Ω;

    (2)③闭合开关S和S2,断开S1,则电压表测量R0两端的电压,所以U0=U2

    Ux=U1-U2,Ix=I0=

    U2

    R0,则Rx=

    Ux

    Ix=

    U1−U2

    U2

    R0=

    U1−U2

    U2•R0

    ④若将S2换成电压表,当闭合开关S和S1时,两块电压表分别测量R0和Rx的总电压及Rx两端的电压,又两个电压表的指针偏转角度相同,所以

    U=5Ux,U0=4Ux

    即U0:Ux=4:1,

    根据串分压的知识,则R0:Rx=4:1,

    所以Rx=[1/4]R0=[1/4]×100Ω=25Ω

    故答案为:(1)①见上图;②小灯泡短路;③向左移动滑动变阻器的滑片;④设计了电阻平均值一栏;12.5;

    (2)断开S2、闭合S1读出此时电压表的示数为U2

    U1−U2

    U2•R0

    点评:

    本题考点: 伏安法测电阻的探究实验.

    考点点评: 此题是“探究小灯泡电阻”的实验,考查了电路的连接,电路故障的分析,同时考查了串分压的知识及欧姆定律的应用,难度较大.