Question

在“測量小燈泡電阻”的實驗中，小佳選用以下器材：額定電壓為2.5V的小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器、電壓為6V的電源、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干．

（1）如圖1所示是小佳同學(xué)連接未完成的電路，請你用筆代替導(dǎo)線幫小佳完成電路的連接．要求：用電壓表直接測量小燈泡兩端的電壓并選用適合的量程．
（2）電路連接完整且無誤后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)：小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表幾乎沒有示數(shù)，則電路的故障原因可能是________．
（3）排除故障后，閉合開關(guān)，小燈泡發(fā)光，小佳移動滑動變阻器的滑片，使電壓示數(shù)如圖2所示，則這時小燈泡兩端的電壓是________V．
（4）小佳根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出小燈泡的U-I圖象，如圖3所示，由圖象可知：
①小燈泡正常工作時的電阻為________歐．
②當小燈泡兩端電壓增大時，小燈泡阻值________（選填“增大”、“減小”或“不變”），出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：________．
（5）本實驗中，小佳________（選填“能”或“不能”）通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)從零開始連續(xù)增大．

Answer 1

解：（1）在該電路中，電流表串聯(lián)在電路中，變阻器串聯(lián)在電路中，且接法是一上一下；電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，由于燈泡的額定電壓是2.5V，所以電壓表選擇小量程即可；如下圖：

（2）小燈泡不亮，電流表幾乎沒有示數(shù)，即該電路是斷路，此時電壓表有示數(shù)，即表明電壓表能和電源相連，故只能是小燈泡斷路；
（3）此時電壓表是小量程，分度值是0.1V，故此時電壓表的示數(shù)2.4V；
（4）由I-U圖象可知，燈泡額定電壓2.5V對應(yīng)的電流是0.25A，
∵I=，∴燈泡正常工作時的電阻R===10Ω；
由圖乙所示I-U圖象可知，隨燈泡電壓U變大，通過電阻電流變大，
且△U＞△I，∵I=，∴燈絲電阻R=可知，燈絲電阻變大，
燈絲電阻隨溫度升高而變大，所以小燈泡燈絲的電阻隨電壓的增大而變大．
（5）燈泡和變阻器是串聯(lián)的，據(jù)串聯(lián)電路中的電阻有分壓的作用，所以小燈泡兩端的電壓不可能是零，而電壓表恰恰測的是燈泡的電壓，所以電壓的示數(shù)不可能為零．
故答案為：（1）見上圖；（2）小燈泡斷路； （3）2.4； （4）①10； ②增大； 小燈泡的電阻隨溫度的升高而變大；（5）不能．
分析：（1）電壓表應(yīng)并聯(lián)下燈泡兩端，電流表串聯(lián)在電路中，且據(jù)燈泡的額定電壓判斷出電壓表的量程即可；
（2）如圖上燈L和滑動變阻器串聯(lián)，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈L不亮、電壓表示數(shù)接近電源電壓、電流表的指針幾乎沒有偏轉(zhuǎn)，說明電壓表與電路串聯(lián)，此時電壓表分擔(dān)電源電壓．如果是燈短路，則電壓表也短路，無示數(shù)．因此是燈斷路．
（3）電壓表的讀數(shù)：首先確定使用的量程，然后確定每一個大格和每一個小格代表的示數(shù)；
（4）由圖示求出燈泡額定電壓與對應(yīng)的電流，然后由歐姆定律求出燈泡正常工作時的阻值；由圖示I-U圖象找出電流隨電壓變化的關(guān)系，然后由歐姆定律判斷燈絲電阻如何變化，可以從溫度對電阻的影響分析燈絲電阻變化的原因．
（5）燈泡和變阻器是串聯(lián)的，據(jù)串聯(lián)電路中的電阻有分壓的作用分析即可判斷．
點評：本題考查了實驗注意事項、電路故障現(xiàn)象分析、求燈絲電阻、影響燈絲電阻的因素等問題；由圖象I-U找出電壓所對應(yīng)的電流是正確求出燈絲電阻值、分析燈絲電阻隨電壓變化關(guān)系的關(guān)鍵．