题目
A BB-|||-R0-|||-E s-|||-I/A-|||-0.6-|||-0.4-|||-0.2-|||-0 1.0 20 3.0U/V某同学想通过测绘小灯泡的I-U图象来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。所用器材如下：待测小灯泡一只，额定电压为2.5V，电阻约为几欧；电压表一个，量程0～3V，内阻为3kΩ；电流表一个，量程0～0.6A，内阻为0.1Ω；滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干。（1）请在图甲中补全实验的电路图。（2）图甲中开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于 ____ （选填“A”或“B”）处。（3）该同学通过实验作出小灯泡的I-U图象如图乙所示，则小灯泡正常工作时的电阻为 ____ Ω。
某同学想通过测绘小灯泡的I-U图象来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。所用器材如下：待测小灯泡一只，额定电压为2.5V，电阻约为几欧；
电压表一个，量程0～3V，内阻为3kΩ；
电流表一个，量程0～0.6A，内阻为0.1Ω；
滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干。
（1）请在图甲中补全实验的电路图。
（2）图甲中开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于 ____ （选填“A”或“B”）处。
（3）该同学通过实验作出小灯泡的I-U图象如图乙所示，则小灯泡正常工作时的电阻为 ____ Ω。
题目解答
答案
解：（1）灯泡的电阻约为几欧，远小于电压表的内阻，属于小电阻，电流表采用外接法。电路图如图所示。
（2）图甲中开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于B端，使得闭合开关后，测量电路部分处于短路状态，电压表、电流表示数为0，起保护作用；
（3）由于小灯泡的额定电压为U=2.5 V，由图可知，电流为I=0.42 A，
由欧姆定律得：$R=\frac{U}{I}=\frac{{2.5}}{{0.42}}Ω=5.95Ω$。
故答案为：（1）如图所示
；
（2）B；
（3）5.95。
（2）图甲中开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于B端，使得闭合开关后，测量电路部分处于短路状态，电压表、电流表示数为0，起保护作用；
（3）由于小灯泡的额定电压为U=2.5 V，由图可知，电流为I=0.42 A，
由欧姆定律得：$R=\frac{U}{I}=\frac{{2.5}}{{0.42}}Ω=5.95Ω$。
故答案为：（1）如图所示
；（2）B；
（3）5.95。
解析
- 电路设计：本题考查伏安法测电阻的电路设计。需根据小灯泡电阻较小的特点，判断电流表的外接法，并结合滑动变阻器的分压接法。
- 实验安全操作：滑动变阻器的初始位置需保证电路中电流最小，保护电路。
- 图象数据分析：通过I-U图象读取额定电压下的电流，利用欧姆定律计算正常工作时的电阻。
第（1）题
确定接法类型
小灯泡电阻约为几欧，远小于电压表内阻（3kΩ），属于小电阻，电流表应采用外接法。
滑动变阻器接法
滑动变阻器采用分压接法，需将滑片置于使接入电路的电阻最大的位置（即B端）。
第（2）题
保护电路
开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于B端，此时接入电路的电阻最大，确保电路中电流最小，保护电源和用电器。
第（3）题
读取数据
从图乙中找到小灯泡额定电压$U=2.5\text{V}$对应的电流$I=0.42\text{A}$。
计算电阻
根据欧姆定律：
$R = \frac{U}{I} = \frac{2.5}{0.42} \approx 5.95\ \Omega$