Question

13．在“用伏安法測(cè)量小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)中，電源電壓不變，小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）電路接通后，小明發(fā)現(xiàn)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使其接入電路的電阻減小，電壓表的示數(shù)也變小了．你認(rèn)為該電路連接中存在的錯(cuò)誤是電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端．而小輝連接好電路，剛閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光較暗，電流表與電壓表都有示數(shù)，并且無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表與電壓表的示數(shù)都不發(fā)生變化．這是因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線(xiàn)柱．
（2）如圖所示，小華在連接電路時(shí)，想使滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)變阻器的阻值變小，請(qǐng)你幫助她將這一電路的實(shí)物圖，以筆代線(xiàn)連接完整．
（3）小華將測(cè)量得到的數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果填入如表的表格中：

實(shí)驗(yàn)次數(shù) 物理量	1	2	3	4
電壓U/V	2.5	2.0	1.5	1.0
電流I/A	0.30	0.26	0.22	0.20
電阻R/Ω		7.7	6.8	5.0

可以得出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為8.3Ω（保留一位小數(shù)）．
（4）進(jìn)一步分析上表中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，燈絲的阻值是變化的，其原因是燈絲電阻受溫度影響．這種現(xiàn)象在生活中也有體現(xiàn)．例如家里的白熾燈在剛開(kāi)燈的瞬間，燈絲容易燒掉．（選填“容易”或“不容易”）

Answer 1

分析 （1）測(cè)小燈泡電阻時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值越小，滑動(dòng)變阻器兩端電壓越小，燈泡兩端電壓越大，據(jù)此根據(jù)題意分析答題；
滑動(dòng)變阻器應(yīng)接一上一下兩個(gè)接線(xiàn)柱，如果同時(shí)接下面兩個(gè)接線(xiàn)柱，滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路，成為定值電阻，不能改變電路總電阻．
（2）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，把燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用歐姆定律I=$\frac{U}{R}$的變形公式R=$\frac{U}{I}$求出燈泡阻值．
（4）從溫度對(duì)電阻的影響分析答題．

解答 解：（1）電路接通后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使其接入電路的電阻減小，滑動(dòng)變阻器分壓減小，定值電阻兩端電壓變大，
此時(shí)電壓表的示數(shù)也變小了，這說(shuō)明：電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端；
連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)，小燈泡發(fā)光較暗，說(shuō)明電路電流很小，電路電阻很大，電流表與電壓表都有示數(shù)，說(shuō)明電路不存在斷路和短路，
無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表與電壓表的示數(shù)都不發(fā)生變化，說(shuō)明移動(dòng)滑片，不能改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，
綜合分析可知，滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線(xiàn)柱，滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路，成為定值電阻．
（2）燈泡額定電壓為2.5V，電壓表應(yīng)選0～3VD的量程，使滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)變阻器的阻值變小，
滑動(dòng)變阻器應(yīng)接右下接線(xiàn)柱，把燈泡、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，實(shí)物電路圖如圖所示．

（3）小燈泡兩端的電壓等于額定電壓時(shí)正常發(fā)光時(shí)，
由表中數(shù)據(jù)可知，電壓U=2.5V，對(duì)應(yīng)的電流I=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω．
（4）隨燈泡兩端電壓增大，通過(guò)燈泡的電流增大，燈泡實(shí)際功率變大，燈絲溫度升高，燈絲電阻變大，因此表中不同電壓下，燈絲電阻不同；
白熾燈在剛開(kāi)燈的瞬間，燈絲溫度較低，燈絲電阻較小，燈泡實(shí)際功率較大，遠(yuǎn)大于燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率，因此白熾燈在剛開(kāi)燈的瞬間容易燒掉．
故答案為：（1）電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端；滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線(xiàn)柱；
（2）電路圖如圖所示；
（3）8.3；
（4）燈絲電阻受溫度影響；容易．

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合伏安法側(cè)電阻實(shí)驗(yàn)考查了電路故障分析、連接實(shí)物電路圖、求燈泡電阻、溫度對(duì)燈絲電阻的影響等問(wèn)題，學(xué)會(huì)運(yùn)用歐姆定律分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力．
另外，連接實(shí)物電路時(shí)，要注意電表量程的選擇，注意滑動(dòng)變阻器的接法．