6.在“測定小燈泡電阻”的實驗中,小燈泡的額定電壓為2.5V,燈絲電阻約為8Ω.
(1)某同學連接的電路如圖甲所示,請指出其中的兩處錯誤或不妥:①電壓表沒有與燈泡并聯(lián)  ②電流表量程太大.
(2)實驗時,調(diào)節(jié)滑動變阻器,當電壓表的示數(shù)為2.5V時,燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表示數(shù)為0.34A,則燈正常發(fā)光時電阻為7.4Ω(保留一位小數(shù)).
(3)小組實驗過程中記錄了下表內(nèi)的信息,小明同學分析表內(nèi)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)該燈亮度增加時電阻變大(選填“變大”、“變小”或“不變”),造成這種現(xiàn)象的原因是燈絲電阻隨溫度升高而變大.
U/VI/A燈泡亮度R/Ω
11.00.2很暗
21.50.25較亮
32.5正常
43.00.36很亮
(4)實驗結(jié)束后,小明、小紅交流時認為:若用現(xiàn)有器材測量一個幾百歐姆的電阻時,由于電流小于電流表的最小分度值造成電流測量誤差很大,所以不能直接測量.兩位同學通過分析,用現(xiàn)有的電源設計了如圖丙所示的電路,實驗時首先將滑片移到最右端,閉合開關,讀出電壓表示數(shù)為U1,再將滑片移到最左端,讀出電壓表示數(shù)為U2,若電源電壓不變,滑動變阻器的最大電阻R0,則待測電阻Rx=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{2}-{U}_{1}}$(用U1、U2及R0表示);現(xiàn)有三個滑動變阻器分別是:“10Ω  1A”的R1、“20Ω  1A”的R2、“500Ω  1A”的R3,為了能順利完成實驗,應選用的滑動變阻器為R3(選填“R1”、“R2”或“R3”).

分析 (1)根據(jù)情況進行分析,電流表應選擇0~0.6A的量程,同時電壓表應與燈泡并聯(lián);
(2)確定電流表的量程和分度值得出電流表的示數(shù);根據(jù)歐姆定律的變形公式即可求出燈泡正常發(fā)光的電阻;
(3)分析表中的數(shù)據(jù)可知,電流逐漸增大的過程中,燈泡亮度增大,燈絲溫度升高,燈絲的電阻受溫度影響而增大;
(4)利用歐姆定律求出電流中的電流,與電流表的分度值比較即可判斷;
先根據(jù)滑動變阻器的示數(shù)和電壓表的示數(shù)求出電路中的電流,再根據(jù)歐姆定律的變形公式求出待測電阻的阻值;
在選擇滑動變阻器時,要根據(jù)電源電壓、電壓表的量程及待測電阻的阻值共同分析,要保證電壓表讀數(shù)準確.

解答 解:(1)①由圖甲知,電壓表測量了燈泡和滑動變阻器的電壓,應與燈泡并聯(lián);
②根據(jù)題意可知,電路中的最大電流為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A,即電流表選擇0~0.6A的量程即可,而圖示電流表使用了大量程;
(2)由圖知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,所以示數(shù)為0.34A;
由I=$\frac{U}{R}$可知,R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.34A}$≈7.4Ω;
(3)分析表中的數(shù)據(jù)可知,電流變大時,燈泡電阻就會增大,這是因為電流變大燈泡亮度增加,燈絲溫度升高,燈絲受溫度影響所致;即溫度越高,燈絲的電阻越大.
(4)電源是由干電池兩節(jié)(電壓恒定)組成,故電源電壓為1.5V×2=3V;當被測電阻為200Ω時,電路中的電流:I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{200Ω}$=0.015A,而電流表的最小分度值為0.02A,會造成電流測量誤差很大,所以不能直接測量;
當滑片在最左端時,電壓表的示數(shù)等于電源電壓;當滑片在最右端時,由串聯(lián)電路電壓的特點可知,滑動變阻器兩端電壓為U2-U1,此時電路中的電流:I=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$;
由I=$\frac{U}{R}$可知,待測電阻的阻值:Rx=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{2}-{U}_{1}}$;
因為待測電阻的阻值為幾百歐,并且串聯(lián)電路起分壓作用,當串聯(lián)的滑動變阻器的阻值太小時,移動滑片的位置,滑動變阻器分得的電壓太小,則電壓表的示數(shù)幾乎沒有變化,不能準確讀出電壓值,故滑動變阻器的最大阻值應較大,滑片的移動能使電壓表示數(shù)發(fā)生明顯改變,故選擇“500Ω  1A”的R3
故答案為:(1)電壓表沒有與燈泡并聯(lián);電流表量程太大;(2)0.34;7.4;(3)變大;燈絲電阻隨溫度升高而變大;(4)電流小于電流表的最小分度值;$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$;R3

點評 此題是“測定小燈泡電阻”的實驗,考查了實物電路的連接中電壓表、電流表的接法及量程的選擇,同時考查了電流表的讀數(shù)及電阻的計算;還考查未知電阻的測量,特別注意當電路中電流小于電流表的最小分度值時,電流將無法準確讀出;在進行選擇滑動變阻器時,要注意電壓表能準確讀數(shù).

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