Question

有一个额定电压为2.5V、用欧姆表测得阻值约为5Ω的小灯泡，小红同学为了知道其在各种电压下的阻值情况，选用了下列器材：电压为6V的电源、量程为0～3V的电压表、量程为0～0.6A的电流表、若干根导线、开关，还有两只滑动变阻器（A：10Ω、1A；B：20Ω、1A）供选用．
（1）小红应选用滑动变阻器______．（选填“A”或“B”）
（2）画出小红进行实验的电路图______．
（3）测量多组数据后，小红通过计算电阻值，发现各阻值相差较大，其中最大的是12.5Ω，最小的是5.8Ω，请你分析一下，产生这种情况的原因是______．
（4）小红最后用算出的这几次电阻值的平均值作为小灯泡的电阻值，你认为这是______的．（选填“合理”或“不合理”）

Answer

（1）在串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比，已知灯泡大约阻值和两个滑动变阻器的最大阻值，根据电源电压一定得到灯泡两端电压的变化范围，据此判断滑动变阻器的规格．
（2）伏安法测灯泡电阻，电源、开关、灯泡、滑动变阻器、电流表串连接入电路，电压表与灯泡并联，据此画出实验电路图；根据实验电路图连接实物图，连线时要注意，电表正负接线柱不要接法，注意滑动变阻器的接法．
（3）当小灯泡中的电流值增大时，灯丝的温度会升高，其阻值增大．
（4）多次测量取平均值的目的是减小测量误差，能否取平均值作为测量的最终结果，需要根据测量数值的差异是否是由于存在误差造成的．
【解析】
（1）假设选择A滑动变阻器与灯泡串联，
当滑动变阻器接入电路阻值最大时为10Ω，
∵=
∴==
∴灯泡两端的最小电压为U最小=U=×6V=2V，
无法测量两端电压低于2V时灯泡的电阻；
假设选择B滑动变阻器与灯泡串联，
当滑动变阻器接入电路阻值最大时为20Ω，
∵=
∴==
∴灯泡两端的最小电压为U最小=U=×6V=1.2V，
可以测量两端电压低于2V时灯泡的电阻．
因此选择B滑动变阻器．
（2）伏安法测小灯泡电阻的实验电路图如下：
（3）小灯泡的电阻值存在明显差异是因为灯丝电阻受温度的影响．
（4）不合理，因为灯丝电阻随着灯丝的温度变化而变化，不同电压时灯丝电阻不同不是由于误差造成的，计算电阻平均值无意义．
故答案为：
（1）B；
（2）电路图如下：

（3）灯丝电阻受温度的影响；
（4）不合理．