在学习了“伏安法”测定值电阻的阻值后,小华同学将定值电阻换成了额定电压为“2.5V”的小灯泡,他想测量小灯泡工作时灯丝的电阻.
(1)请你帮助小华用笔划线替代导线将图甲中的电路连接完整.
(2)小胡同学正确连接电路后,闭合开关发现灯泡不发光,电压表有示数,电流表指针不偏转,产生这一现象的原因是________.
(3)故障排除后,小华重新进行了实验,并将实验数据记录在表中,小华同学在做实验序号为3的实验时,电流表的指针位置如图乙所示,请你读出这个实验数据,由此计算出此时小灯泡的灯丝电阻,并把它们填写在表中的相应位置.
试验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
小灯泡两端的电压U/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
通过小灯泡的电流I/A | 0.10 | 0.12 | 0.16 | 0.18 | |
小灯泡的灯丝电阻R/Ω | 10 | 12.5 | 15.6 | 16.7 | |
小灯泡的灯丝平均电阻R/Ω |
解:
(1)由实物连接图知,电压表需要测量小灯泡两端电压,所以与小灯泡并联,因为正接线柱已连接,所以只要用导线将“-”与灯泡左端接线柱连接即可.
(2)闭合开关后灯泡不发光,电压表有示数,电流表指针不偏转,产生这一现象的原因是:灯泡断路.
(3)由图知,电流表选择的是“-”和“0.6”,所以量程为0~0.6A,对应的分度值为0.02A.此时电流表的示数为0.14A;
已知灯泡两端电压为U=2.0V,通过的电流为I=0.14A,
∵I=
∴灯丝电阻为R==≈14.29Ω.
(4)灯丝电阻随温度的升高而增大,电压不同,通过灯丝电流不同,灯泡亮度不同,电阻相应发生变化.所以实验表格设计中不能有平均电阻.
故答案为:
(1)电路连接如下图:
(2)灯泡断路;
(3)0.14A;14.29Ω;
(4)灯丝电阻受温度影响明显,不能取平均值.
(1)电压表是测量用电器两端电压的仪表,使用时与用电器并联,同时要注意量程选择和电流方向.
(2)灯泡不亮,可能是灯泡断路或灯泡短路或灯泡之外电路存在断路造成的,或电路电流太小灯泡实际功率太小不足以引起灯泡发光;电流表指针不偏转,说明电路存在断路;电压表有示数,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路.
(3)根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数,根据R=求出灯泡的电阻.
(4)电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关.在材料、长度和横截面积一定时,灯丝电阻随温度的升高而增大.
点评:在伏安法测电阻探究实验中,如果测量对象是定值电阻,可以取平均值作为电阻阻值;如果测量对象是灯泡,一般不需要多次测量取平均值,因为灯丝电阻受温度影响明显.