Question

20．在用“伏安法測(cè)小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)小燈泡正常發(fā)光時(shí)兩端的電壓為2.5V．

（1）用鉛筆畫(huà)出測(cè)量小燈泡電阻的電路圖．
（2）用鉛筆畫(huà)線作為導(dǎo)線，連接好測(cè)量小燈泡正常工作時(shí)電阻的實(shí)物圖如圖1．要求滑動(dòng)變阻器的劃片向右滑動(dòng)的時(shí)候，燈泡的亮度變亮．
（3）連接電路過(guò)程中，開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)，變阻器的劃片要移動(dòng)到最左（填左或右 ）端．
（4）連接完畢后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表幾乎沒(méi)有讀數(shù)，電壓表的指針有明顯偏轉(zhuǎn)，小燈泡發(fā)生的故障可能是斷路．
（5）故障排除后，小明繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，得到了以下數(shù)據(jù)：

次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓（V）	1.0	1.5	2.0	2.5	2.8
電流（A）	0.20	0.25	0.28		0.31
電阻（Ω）
燈泡亮度	燈泡逐漸變亮

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，小燈泡正常工作時(shí)電流表上的示數(shù)如圖3所示，則正常工作時(shí)電流的大小為0.3A，燈泡正常工作時(shí)的電阻為8.3Ω．
小明根據(jù)計(jì)算還發(fā)現(xiàn)，小燈泡燈絲的電阻隨電壓的增大逐漸變大（選填“變大”或“變小”）．從物理學(xué)角度分析，造成這一現(xiàn)象的原因是燈絲溫度升高電阻變大．
（6）有一次小燈泡的燈絲斷了，小明想辦法把斷了的燈絲重新搭起來(lái)，則燈絲的電阻與原來(lái)比較會(huì)變�。ù骪小\不變）．

Answer 1

分析 （1）伏安法測(cè)燈泡電阻，電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表串聯(lián)組成電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，據(jù)此畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（2）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)，流過(guò)燈泡的電流確定電流表量程，滑動(dòng)變阻器、電流表串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，連接電路時(shí)注意電表正負(fù)接線柱不要接反，注意滑動(dòng)變阻器的接法；
（3）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動(dòng)變阻器的最大阻值，根據(jù)滑動(dòng)變阻器的接法確定滑片的位置；
（4）開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，說(shuō)明電路有開(kāi)路．
電壓表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，電壓表的正負(fù)接線柱到電源正負(fù)極的連接是連通的；
電流表的指針幾乎沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，是因?yàn)榘央妷罕硗ㄟ^(guò)燈絲、導(dǎo)線接在電源正負(fù)極上，電壓表的電阻無(wú)限大，使得電路中的電流很�。畵�(jù)此判斷．
（5）當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓時(shí)，燈泡正常發(fā)光；由圖乙所示電流表確定電流表量程與分度值，讀出電流表示數(shù)，由歐姆定律可以求出燈泡電阻；
導(dǎo)體電阻跟導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積、材料、溫度有關(guān)．從電阻大小影響因素來(lái)考慮．
（6）影響電阻大小的因素有導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度．在其它因素相同的情況下，導(dǎo)體越長(zhǎng)，其電阻越大；據(jù)此判斷燈泡的電阻變化．

解答 解：（1）電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表串聯(lián)組成電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖甲所示：

（2）燈泡額定電壓是2.5V，電壓表選0～3V量程，電流表選擇0～0.6A，滑動(dòng)變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，要求滑動(dòng)變阻器的劃片向右滑動(dòng)的時(shí)候，燈泡的亮度變亮，則應(yīng)將變阻器滑片右邊的電阻了電路．電路圖如圖所示；

（3）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，由電路圖可知，滑片P應(yīng)置于左端，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大．
（4）閉合開(kāi)關(guān)S后，電燈不亮，并且電流表指針幾乎沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電流出現(xiàn)斷路；又因?yàn)殡妷罕頊y(cè)量燈泡兩端電壓，并且電壓表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電壓表的正負(fù)接線柱到電源正負(fù)極的連接是連通的；故燈泡發(fā)生斷路；
（5）當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V時(shí)，燈泡正常發(fā)光；由表格數(shù)據(jù)可知電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.3A，
由歐姆定律得燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
實(shí)驗(yàn)時(shí)，燈絲的長(zhǎng)度、橫截面積、材料都不變，而燈泡兩端的電壓增大，溫度升高，電阻增大，所以，由于燈絲溫度升高電阻變大．
（6）燈絲斷了重新搭起來(lái)，其它因素是不變的，但長(zhǎng)度變短，故電阻R變小．
故答案為：（1）如上圖；（2）如上圖；（3）斷開(kāi)；左；（4）斷路；（5）0.3；8.3；變大；燈絲溫度升高電阻變大；（6）小．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接電路圖、連接電路的注意事項(xiàng)、電流表讀數(shù)、求燈泡功率、求燈泡電阻等問(wèn)題，考查的是實(shí)驗(yàn)的�？紗�(wèn)題；對(duì)電流表讀數(shù)時(shí)，應(yīng)先確定電流表量程與分度值，然后讀數(shù)，熟練應(yīng)用電功率公式、歐姆定律即可求出燈泡功率及電阻．