Question

11．“用伏安法測量小燈泡的電阻”試驗(yàn)中，待測小燈泡的額定電壓為2.5V．請完成以下探究：
（1）請你將圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路未連接部分連接好（連線不得交叉），在方框中畫出電路圖（圖2）．閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于a （選填“a”或“b”）端．
（2）當(dāng)開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，請你在表中寫出對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)情況．

點(diǎn)表示數(shù) 故障	電壓表 示數(shù)情況	電流表 示數(shù)情況
燈泡斷路	有示數(shù)	無示數(shù)
燈泡短路	無示數(shù)	有示數(shù)

（3）故障排除后，移動滑動變阻器的滑片，記錄下多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（見下表）．請你計算小燈泡正常發(fā)光時燈絲電阻為10Ω，并在坐標(biāo)紙上畫出通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化關(guān)系的圖象．

U/V	2.5	2	1.5	1	0.5
I/A	0.25	0.23	0.20	0.16	0.12
R/Ω		8.70	7.50	6.25	4.17

（4）從數(shù)據(jù)可以看出，小燈泡燈絲的電阻隨電壓、電流的增大而逐漸變大，于是有些同學(xué)認(rèn)為“燈泡的電阻是由電壓和電流決定的”．你認(rèn)為這種觀點(diǎn)正確嗎？不正確，支持你觀點(diǎn)的理由是：導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì)，它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積以及溫度，與導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流沒有關(guān)系．
在本實(shí)驗(yàn)中引起小燈泡燈絲的電阻變化的主要因素是溫度．

Answer 1

分析 （1）由燈泡的額定電壓確定電壓表的量程．電壓表與燈泡并聯(lián)．由題目里表格中的電流值確定電流表的量程，電流表與燈泡串聯(lián)．電流從電壓表和電流表的正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出，并根據(jù)實(shí)物電路畫出電路圖．
（2）燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路，燈泡斷路時，電路斷路，電路中沒有電流，電流表無示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測量電源電壓；燈泡短路時，電路總電阻減小，電路電流增大，電流表示數(shù)增大，電壓表測量導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0．燈泡以外的地方斷路，整個電路都處于斷開狀態(tài)，燈泡不亮，電壓表和電流表都沒有示數(shù)．
（3）找出燈泡額定電壓下的電流，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計算電阻；在坐標(biāo)中描出電壓和電流的對應(yīng)點(diǎn)，用光滑的曲線連接各點(diǎn)．
（4）從圖象分析電壓增大，電流增大，但是電壓比電流增大的倍數(shù)大，所以電壓增大，$\frac{U}{I}$增大，電阻增大；從電阻大小的影響因素分析電阻變化的原因；根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的變化而變化的特點(diǎn)進(jìn)行分析．

解答 解：（1）電路連接如圖所示：

由圖知，滑動變阻器的下面接了右邊的b接線柱，所以在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至左端即a端，使其阻值最大；畫電路圖時，應(yīng)時元件符號位置與實(shí)物電路保持一致，電路圖如下：；
（2）燈泡斷路，電路中無電流，電流表無示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表示數(shù)大約等于電源電壓；
燈泡短路，電路中有電流，且會較大，燈泡兩端無電壓，電壓表無示數(shù)；
（3）由表格中數(shù)據(jù)知，R=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$═10Ω；
根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，連線，如圖所示：


（4）導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì)，它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積以及溫度，與導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流沒有關(guān)系，所以題中觀點(diǎn)是錯誤的；
燈絲的電阻發(fā)生變化，是因?yàn)闊艚z的溫度發(fā)生變化而致．
故答案為：（1）實(shí)物電路和電路圖如上；a；（2）無示數(shù)；無示數(shù)；
（3）10； 圖象如上；（4）不正確；導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì)，它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積以及溫度，與導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流沒有關(guān)系；溫度．

點(diǎn)評 此題考查了有關(guān)斷路和短路的區(qū)別，燈絲電阻和溫度的關(guān)系在該實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，測定值電阻的阻值可以多次測量求平均值，由于燈絲的電阻隨溫度的變化而變化，所以測燈絲的電阻是不可以的．