Question

20．某同學(xué)做“測量小燈泡電阻”的實驗，所用實驗器材均完好．
（1）圖甲是測量燈泡電阻的電路圖，請你在○里填上合適的電表符號．
（2）根據(jù)圖甲電路，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙的實物電路連接完整．
（3）該同學(xué)連接好電路的最后一根導(dǎo)線時，小燈泡立刻發(fā)出微弱的光亮，移動滑動變阻器滑片，燈泡亮度不變．導(dǎo)致上述現(xiàn)象的兩個操作錯誤是：①連接電路時開關(guān)未處于斷開狀態(tài)；②滑動變阻器都接下面兩個接線柱．
（4）該實驗的原理是（用公式表示）R=$\frac{U}{I}$．利用該實驗電路，你還能研究相關(guān)的哪一個問題？測燈泡的電功率．
（5）甲乙兩組同學(xué)在實驗中，使用的電流表、電壓表及滑動變阻器均完好且連接正確，但閉合開關(guān)后，燈泡均不亮．
甲組出現(xiàn)的情況是：移動變阻器的滑片，電流表有示數(shù)且不斷變化，電壓表示數(shù)始終為零，燈泡不亮．你認為其電路的故障是燈泡短路．
乙組出現(xiàn)的情況是：移動變阻器的滑片，電流表示數(shù)始終為零，電壓表示數(shù)始終接近3.0V，燈泡不亮．你認為其電路的故障是燈泡斷路．
（6）小明利用上面的電路測小燈泡的電阻，已經(jīng)記錄三組數(shù)據(jù)如表，請你將表中的空白格幫小明補上．

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓/V	2.5	2.0	1.5
電流/A	0.3	0.27	0.23
電阻/Ω		7.4	6.5
燈泡亮度	亮	較亮	暗

（7）小明處理完數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，三次測得的燈絲電阻相差較大，與其他同學(xué)交流也是同樣的情況，你認為出現(xiàn)這種結(jié)果的原因是燈泡電阻隨溫度升高而增大．

Answer 1

分析 （1）伏安法測燈泡的電阻，根據(jù)電壓表和電流表與燈泡的連接方式，填合適的符號．
（2）電流表測燈泡電流，與燈泡串聯(lián)．電壓表測燈泡電壓，與燈泡并聯(lián)．注意電壓表和電流表的正負接線柱．
滑動變阻器串聯(lián)在電路中，滑動變阻器接入的部分與電路圖中相符．
（3）連接完最后一根導(dǎo)線，燈泡立刻發(fā)出微弱的光，說明在實物連接過程中，開關(guān)未處于斷開狀態(tài)，
移動滑片，燈泡亮度不變，滑動變阻器都接上面或都接下面接線柱，再由燈泡的亮度判斷具體情況．
（4）伏安法測電阻的原理：R=$\frac{U}{I}$；
知道燈泡的電壓和電流，不但能計算電阻，根據(jù)P=UI，也能計算功率．
（5）連接好電路，閉合開關(guān)，燈泡不亮，可能是電路電阻太大、電流太小、可能是斷路、可能是短路．通過移動滑動變阻器滑片判斷電路電流大小還是故障；再由電流表判斷短路還是斷路，再由電壓表判斷故障的具體位置．
（6）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)應(yīng)用歐姆定律求出電阻阻值．
（7）從溫度對電阻的影響分析答題．

解答 解：（1）電壓表與燈泡并聯(lián)，下面空圈填電壓表，電流表與燈泡串聯(lián)，上面空圈填電流表．如圖甲．
（2）電路圖中滑動變阻器接左半段，實物圖中滑動變阻器接左下端接線柱，任意選擇上面一個接線柱，把滑動變阻器與燈泡串聯(lián)．
電流表測燈泡電流，與燈泡串聯(lián)．電壓表測燈泡電壓，與燈泡并聯(lián)．電流從電壓表和電流表的正接線柱流入，從負接線柱流出．如圖乙．

（3）連接完最后一根導(dǎo)線，燈泡發(fā)光，說明在連接實物時，開關(guān)未處于斷開狀態(tài)．
移動滑片，燈泡亮度不變，滑動變阻器都接上面接線柱或都接下面接線柱，
燈泡較亮時，都接上面兩個接線柱，燈泡較暗時，都接下面兩個接線柱．
（4）實驗原理：R=$\frac{U}{I}$．
知道電阻的電壓和電流，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$能計算電阻，根據(jù)P=UI計算功率，所以利用該電路還能完成研究燈泡功率的問題．
（5）甲：移動滑片，電流表示數(shù)不斷變化，電路通路，燈泡不亮，燈泡短路，電壓表測導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0．
乙：電流表示數(shù)為0，電路斷路，移動滑片，電壓表示數(shù)始終接近3V，電壓表測電源電壓，燈泡斷路．
（6）由I=$\frac{U}{R}$得，燈泡電阻R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω．
（7）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，燈泡實際功率越大，燈泡溫度越高，燈泡越亮，燈絲電阻越大，燈絲電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，所以三次實驗所測燈絲電阻不同，相差較大．
故答案為：（1）如圖甲；（2）如圖乙；（3）①連接電路時開關(guān)未處于斷開狀態(tài)；②滑動變阻器都接下面兩個接線柱；（4）R=$\frac{U}{I}$；測燈泡的電功率；（5）燈泡短路；燈泡斷路；（6）8.3；（7）燈泡電阻隨溫度升高而增大．

點評 本題考查了實驗注意事項、電路的連接、電路故障分析、求燈泡電阻、影響燈絲電阻的因素等問題；要掌握滑動變阻器的接法，連接電路時，滑動變阻器不能同時接上面或下面兩個接線柱．