Question

在“用伏安法測小燈泡電阻”的實驗中，待測小燈泡額定電壓為2.5V．
（1）請用筆畫線代替導線，將下圖所示的實驗電路未連接部分連接好（連線不得交叉）．閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應置于______ （選填“a”或“b”）端．

猜想	電壓表示數(shù)情況	電流表示數(shù)情況
燈泡斷路	示數(shù)接近3V	______
燈泡短路	______	有示數(shù)

（2）當開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，經(jīng)過分折，同學們猜想了一些可能的原因，見表．請根據(jù)同學們的猜想，在表中寫出對應的電壓表和電流表的示數(shù)情況．
（3）故障排除后，同學們移動滑動變阻器的滑片，記錄多組　小燈泡兩端不同的電壓及對應的通過小燈泡的電流值，根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標紙上繪制出了通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化關(guān)系的圖象（如圖所示）．分析圖象可知，小燈泡正常工作時的燈絲電阻為______Ω．

（4）從圖象還可以看出，小燈泡燈絲的電阻隨電壓的增大逐漸______（選填“變大”或“變小”），從物理學角度分析，造成這一現(xiàn)象的原因是______．
（5）實驗中測出了小燈泡在多次不同電壓下的燈絲電阻，有些同學認為可以進一步求出　它們的平均值以減小誤差．你是否同意他們的觀點？請說明理由．

Answer 1

解：（1）電壓表應與小燈泡并聯(lián)，滑動變阻器接入電路時，為了安全，接入電路中的實際電阻值應為最大，所以滑動變阻器的滑片應置于a端．電路圖如圖所示．

（2）在閉合電路中，當某一位置斷路時，電路電流為零，電流表無示數(shù)；如果斷路部分與電壓表并聯(lián)，則電壓有示數(shù)，切示數(shù)接近于電源電壓，如果斷路部分在電壓表并聯(lián)部分之外，則電壓表無示數(shù)．當電路某處短路時，電路中有電流，電流表有示數(shù)，且電流比正常值大；如果短路位置與電壓表并聯(lián)則電壓表無示數(shù)；如果短路位置在電壓表并聯(lián)部分之外，則電壓表有示數(shù)．
故答案為：無示數(shù)；無示數(shù)．
（3）由圖可得：當燈泡兩兩端的電壓等于額定電壓U=2.5V時，對應的電流I=0.25A，由歐姆定律，得：小燈泡正常工作時的燈絲電阻R===10Ω．
故答案為：大．
（4）從圖象還可以看出，小燈泡燈絲的電阻隨電壓的增大逐漸變大．這是因為，隨著電壓的增大，燈的實際功率P=也逐漸增大，燈的溫度逐漸升高，而金屬的電阻隨溫度的升高而增大，所以燈絲電阻變大．
故答案為：變大；電壓增大，燈的實際功率增大，燈絲溫度升高，所以電阻變大．
（5）燈絲電阻隨溫度的升高而增大，每次測量時燈絲的實際電阻不同，多次測量求平均值，對于減小誤差沒有任何意義．
分析：（1）電壓表應與小燈泡并聯(lián)，滑動變阻器接入電路中的電阻應為最大．
（2）當電路短路時電壓表無示數(shù)，當斷路時電流表無示數(shù)．
（3）由圖象求出，燈的額定電壓對應的電流值，然后由歐姆定律求電阻．
（4）金屬電阻的阻值隨溫度的升高而增大．
（5）燈絲電阻隨溫度的升高而增大，每次測量時燈絲的實際電阻不同，多次測量求平均值，對于減小誤差沒有任何意義．
點評：（1）連接實物圖時，要先連干路，再連支路；連接線路時要按照一定的順序連接，如從正極從發(fā)回到負極，或從負極出發(fā)回到正極．
（2）電路故障分析，一般電路故障要么是短路，要么斷路，分電路故障時，應根據(jù)電壓表或電流表的示數(shù)分析．
（3）解電路計算題時，應先分析電路結(jié)構(gòu)，弄清各電路元件是串聯(lián)還是并聯(lián)，然后由串并聯(lián)電路的規(guī)律，歐姆定律，電功電功率的公式進行計算．