Question

7．在測量“小燈泡電阻”實驗中，電源是兩節(jié)干電池串聯(lián)，小燈泡的額定電壓是2.5V，小燈泡正常發(fā)光時的電阻約為8Ω．
（1）請將如圖中的實驗電路連接完整．
（2）將滑動變阻器的滑片滑到A端（選填A(yù)或B），閉合開關(guān)，燈泡不發(fā)光，電壓表與電流表的示數(shù)為以下四種之一，其中C項表示電路正常，無故障．
A．兩表示數(shù)都為零
B．電壓表示數(shù)為3V，電流表為零
C．電壓表電流表都有較小示數(shù)
D．電壓表為零，電流表不為零
（3）某次測量中電流表示數(shù)為0.2A，為測得額定電壓下的燈絲電阻，滑動變阻器滑片P應(yīng)向右端移動（填“左”或“右”）．
（4）小偉測得了燈絲在三種不同電壓下的阻值，然后求出它們的平均值當作燈絲的電阻，他的這種做法是錯誤的，理由是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，在不同電壓下的電阻不同，求電阻的平均值沒有意義．
（5）根據(jù)本實驗的得出的規(guī)律，可以解釋：燈泡燒壞的現(xiàn)象常常發(fā)生在閉合開關(guān)的一瞬間的原因是開關(guān)閉合時，燈絲溫度較低，電阻點小，電流較大，燈泡的實際功率大于額定功率．

Answer 1

分析 （1）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)光時的電流確定電流表量程，把電流表、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，連接電路時，注意滑動變阻器接法，要接一上一下兩個接線柱．
（2）剛閉合開關(guān)時，電路電阻較大，電路電流較小，燈泡實際功率較小，不足以引起燈泡發(fā)光，燈泡雖然不發(fā)光，但電路是正常的．
（3）根據(jù)燈泡的額定電壓2.5V，燈泡正常發(fā)光時的電阻約為8Ω，由歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電流，根據(jù)該電流與0.2A的大小關(guān)系，判斷滑片的移動方向．
（4）燈泡電阻隨溫度的變化而變化，在不同電壓下，燈泡電阻不同，求不同電壓下燈泡電阻的平均值，沒有意義．
（5）根據(jù)溫度對電阻的影響，從開燈時燈泡電阻、電流大小角度分析原因．

解答 解：（1）燈泡額定電壓是2.5V，電壓表選0～3V量程；
燈泡正常發(fā)光時的電流約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$≈0.3A，電流表選0～0.6A量程；
電流表、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖所示：

（2）由圖知，滑動變阻器的下面接了右邊的B接線柱，在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至A端使其阻值最大；
A、閉合開關(guān)時，兩表示數(shù)都為零，則電路中沒有電流，電路存在斷路，電路不正常；
B、電壓表示數(shù)為3V，電流表為零，說明到電燈泡斷路，電壓表接在電源兩端，測電源電壓，電路不正常；
C、閉合開關(guān)時，滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值，電路電阻較大，電路電流較小，燈泡兩端電壓較小，電壓表電流表都有較小示數(shù)，燈泡實際功率太小，不足以引起燈泡發(fā)光，燈泡不亮，電路是正常的；
D、電壓表為零，電流表不為零，可能是燈泡短路或電壓表損壞或電壓表接觸不良，電路不正常；
由上分析知，C表示電路正常，無故障．
（3）燈泡正常發(fā)光時的電流約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$≈0.3A＞0.2A，電路電流小于燈泡正常發(fā)光時的電流，要使燈泡正常發(fā)光，由電路圖知，應(yīng)向右端移動滑動變阻器滑片，增大電路電流．
（4）燈泡電阻隨溫度的變化而變化，在不同電壓下，燈泡電阻不同，求不同電壓下燈泡電阻的平均值，沒有意義，所以小偉測得了燈絲在三種不同電壓下的阻值，然后求出它們的平均值當作燈絲的電阻的做法是錯誤的．
（5）燈絲電阻隨溫度的變化而變化，溫度越低燈絲電阻越小，開關(guān)閉合的一瞬間，燈泡溫度低，燈絲電阻小，電源電壓U一定，由歐姆定律知，此時電路電流I較大，燈泡實際功率P=UI較大，遠大于燈泡的額定功率，由于開燈時流過燈泡的電流與燈泡實際功率過大，所以燈容易燒壞．
故答案為：（1）見上圖；（2）A；C；（3）右；（4）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，在不同電壓下的電阻不同，求電阻的平均值沒有意義；（5）開關(guān)閉合時，燈絲溫度較低，電阻點小，電流較大，燈泡的實際功率大于額定功率．

點評 本題考查了連接電路圖、電路故障分析、實驗的注意事項、影響燈泡電阻的因素及其應(yīng)用，難度不大，是一道中檔題；最后一問對我們現(xiàn)實生活具有重要意義，平時不要頻繁開關(guān)燈，避免損壞燈泡．