Question

實驗課上要測額定電壓為2.5V，正常工作電流小于0.4A的小燈泡的電阻．
（1）下面是同學們做實驗遇到的情形：
a．當小倩連接完最后一根導線時，小燈泡就發光，小倩出現的錯誤是

連接電路之前未將開關斷開

；
b．當小超同學正確連線，合上開關時燈泡發出耀眼的白光，原因可能是

滑動變阻器未調至最大阻值就接入電路

；
c．小成正確連線，操作正確，合上開關后發現燈不亮，電流表指針不動，電壓表的示數為6伏，原因可能是

小燈泡斷路

．
d．小雪用小成的實驗器材連完導線，操作正確，閉合開關，電壓表的示數為5V，電流表的示數為0.2A．實驗過程中移動滑動變阻器的滑片，電流表的示數變大，電壓表的示數變小，原因可能是

將電壓表并聯在滑動變阻器兩端

；由此可知，滑動變阻器的最大阻值為

25Ω

，此時小燈泡的電阻為

5Ω

．
（2）小雪繼續實驗，．當小燈泡正常發光時，電流表的示數如圖，電此小燈泡的電阻為

7.35Ω

．
（3）通過比較前后兩次小燈泡的電阻可以發現

燈泡燈絲電阻隨溫度升高而增大

．

Answer 1

分析：（1）a、為防止電流過大燒壞電路元件，連接電路時開關必須斷開；
b、正確連線連接后，合上開關時燈泡立即發出明亮耀眼的光說明電路電流很大，故滑動變阻器的阻值沒有調到最大阻值處；
c、合上開關后發現燈不亮，電流表指針不動說明電路斷路，電壓表示數為6伏說明此時電壓表測電源的電壓，且與電壓表串聯的電路是通路，即電壓表并聯的部分斷路；
d、本實驗中電壓表應測電阻的電壓，根據歐姆定律可知，當電流表的示數變大時，燈泡兩端的電壓應變大，根據串聯電路的電壓特點可知滑動變阻器兩端的電壓變小，據此分析現象出現的原因；根據此時滑動變阻器的阻值最大，利用歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值；根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律求出此時小燈泡的電阻．
（2）根據電流表的量程和分度值讀出此時通過燈泡的電流，根據歐姆定律求出此時燈泡的電阻．
（3）通過比較前后兩次小燈泡的電阻可知，燈泡功率越大，溫度越高，電阻電阻越大．

解答：解：（1）a、連接電路中，為保護電路元件，開關必須斷開；而連接完最后一根導線時，小燈泡就發光說明錯誤的原因：連接電路之前未將開關斷開；
b、正確連線連接后，合上開關時燈泡發出耀眼的白光，說明保護電路的滑動變阻器未調至最大阻值就接入電路；
c、小成正確連線，操作正確，合上開關后發現燈不亮，電流表指針不動說明電壓表測電源的電壓U=6V，且并聯的部分斷路，即可能燈泡斷路；
d、實驗過程中移動滑動變阻器的滑片時，電流表的示數變大，電壓表的示數變小，說明此現象的原因是：將電壓表并聯在滑動變阻器兩端；
連完導線，操作正確，閉合開關時，滑動變阻器的接入電路的電阻最大，此時兩端的電壓U_滑=5V，電路中的電流I=0.2A，
所以滑動變阻器的最大阻值R_滑max=

U滑

I

=

5V

0.2A

=25Ω；
燈泡兩端的電壓U_L=U-U_滑=6V-5V=1V，
此時小燈泡的阻值R_L=

UL

I

=

1V

0.2A

=5Ω．
（2）當小燈泡正常發光時U_L額=2.5V，
電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，通過燈泡的電流I_L額=0.34A；
所以此時燈泡的阻值R_L額=

UL額

IL額

=

2.5V

0.34A

≈7.35Ω．
（3）當燈泡兩端的電壓增大時，通過燈泡的電流增大，燈泡的實際功率變大、溫度越高，燈泡的電阻變大；即燈泡燈絲電阻隨溫度升高而增大．
故答案為：（1）a 連接電路之前未將開關斷開；b 滑動變阻器未調至最大阻值就接入電路；c 小燈泡斷路；d 將電壓表并聯在滑動變阻器兩端，25Ω，5Ω；（2）7.35Ω；（3）燈泡燈絲電阻隨溫度升高而增大．

點評：本題考查了測小燈泡電阻的實驗，涉及到了電路故障的分析、電路的動態分析、歐姆定律的應用以及電阻與溫度的關系等，關鍵是根據電路故障確定電源的電壓和滑動變阻器接入電路電阻的狀態．