在“测量小灯泡工作时的电阻”实验中
(1)如图乙是张亮同学根据甲图尚未完成的实物图,请你用笔线代替导线帮他将电路图连接完整.
(2)连接电路时,应将开关________,经检查电路连接无误,闭合开关做实验前,应先将滑动变阻器连入电路的阻值调到________,目的是________.
(3)闭合开关S后发现电压表有示数,而电流表无示数,可能是以下原因的________造成的(填代号).
A.灯泡L短路; B.灯泡L断路; C.滑动变阻器某处开路; D.开关S接触不良.
(4)故障排除后,张亮同学测出了四组数据,如下表所示,表中U、I、R分别表示灯泡的电压,电流和电阻,请你计算出四次实验对应的灯泡电阻并填入表中的空格内:
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| U/V | 1.40 | 1.60 | 1.80 | 2.0 |
| I/A | 0.45 | 0.47 | 0.49 | 0.50 |
| R/Ω | 3.11 | 3.40 | 3.67 | |
| 亮度 | 暗→亮 | |||
试题答案
解:(1)由表格知,灯泡两端电压都小于3V,电压表都选择0~3V量程.
通过灯泡的电流都小于0.6A,电流表选择0~0.6A量程.
电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联.
电流从正接线柱流入,从负接线柱流出.
滑动变阻器已经选定了下面接线柱,任意选择上面一个接线柱,把滑动变阻器串联在电路中,如图:
(2)连接电路时,开关应处于断开状态,防止连接完最后一根导线,电路接通,烧坏元件.
闭合开关前,滑片处于最大阻值处,总电阻最大,电路电流最小,对电路各元件起保护作用.
(3)A、灯泡L短路,电路电阻变小,电流增大,电流表有示数,电压表测导线电压,示数为0,不符合题意.
B、灯泡L断路,电路断路,电流表无示数,电压表串联在电路中,测电源电压,电压表有示数,符合题意.
C、滑动变阻器某处开路,电路断路,电流表无示数,灯泡中无电流,灯泡两端无电压,电压表示数为0,不符合题意.
D、开关S接触不良,整个电路断路,灯泡、电压表和电流表都无法工作,不符合题意.
(4)R===4Ω.
故答案为:(1)如图所示;(2)断开;最大保护电路;(3)B;(4)4.
试题解析
(1)由题目表格中的电压值和电流值,分析电压表和电流表的量程.
电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,注意电压表和电流表的正负接线柱.
滑动变阻器选择一上一下接线柱串联在电路中.
(2)连接电路时,开关要处于断开状态,闭合开关前,滑片要处于最大阻值处,电路电流最小,对电路起保护作用.
(3)电流表无示数,电路断路,电压表有示数,电压表并联的两点之间是断路,电压表串联在电路中.
(4)根据R=计算第四次实验的电阻.
点评:(1)本题电压表和电流表的量程、第四次的电压和电流都隐含在给定的表格中,要认真挖掘.
(2)补全实物连接图时,主要考虑电压表、电流表、滑动变阻器:
电压表量程根据灯泡的额定电压或电源电压来确定,电压表并联在灯泡的两端.
根据灯泡的额定电压和电阻,或根据灯泡的额定电压和额定功率,来判断电流表的量程,电流表串联在电路中.
滑动变阻器有4个接线柱,选择一上一下接线柱接入电路,使滑动变阻器串联在电路中.
(3)电路故障问题:
灯泡断路时,电路断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表串联在电路中,电压表测量电源电压;
灯泡短路时,电路总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,电压表测量导线电压,示数为0;
灯泡以外的地方断路,整个电路都处于断开状态,灯泡不亮,电压表和电流表都没有示数.
