Question

要測定一個額定電壓為2.5V小燈泡的電阻．

（1）連接電路時，開關S應當處于

斷開

狀態（選填：“斷開”或“閉合”）．閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應置于

阻值最大處

．
（2）請將圖1中的電路元件連接成實驗電路（連線不交叉）．
（3）甲、乙兩組同學在實驗中，使用的電流表、電壓表及滑動變阻器均完好且連接正確，但閉合開關后燈不亮．
甲組出現的情況是：移動滑動變阻器的滑片，電流表有示數且不斷變化，電壓表示數始終為零，燈泡不亮，你認為其電路的故障是

燈泡短路

．
乙組出現的情況是：移動滑動變阻器的滑片，電流表示數始終為零，電壓表示數始終接近3.0V，燈泡不亮．你認為其電路的故障是

燈泡斷路

．
（4）小燈泡正常發光時，電流表指針的位置如圖2所示，則通過小燈泡的電流是

0.3

A，小燈泡的電阻是

8.3

Ω．
（5）在多次測燈泡電阻的過程中，發現當電壓表的示數增大時，電壓表與電流表示數的比值將增大，造成這一現象的原因是

燈絲電阻隨溫度的升高而增大

．
（6）該實驗的原理是（用公式表示）

R=

U

I

．利用該實驗電路，你還能研究相關的哪一個問題？

測量燈泡的電功率

．

Answer 1

分析：（1）連接電路時，開關處于斷開狀態和滑動變阻器處于最大阻值處都能保護電路．
（2）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯測電壓，電流表串聯測電流，滑動變阻器串聯在電路中調節燈泡兩端電壓，開關串聯控制電路，再把電源用導線串聯組成電路．
（3）連接好電路，閉合開關，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．
（4）根據電流表的量程和分度值讀出電流表的示數，根據歐姆定律求出此時燈泡的電阻．
（5）導體電阻大小跟導體的長度、橫截面積、材料、溫度有關，燈絲電阻受溫度影響比較大．
（6）伏安法測電阻的原理：R=

U

I

；知道燈泡的電壓和電流，不但能計算電阻，根據P=UI，也能計算功率．

解答：解：（1）連接電路時，為防止電流過大燒壞電路元件、保護電路開關處于斷開狀態，滑動變阻器處于最大阻值處．
（2）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯；電流表與燈泡串聯，注意電流從正接線柱流入負接線柱流出；滑動變阻器按一上一下的原則串聯入電路中，再用導線把開關、電源串聯即可，如下圖所示：

（3）甲：移動滑片，電流表示數不斷變化，電路通路，燈泡不亮，燈泡短路，電壓表測導線電壓，示數為0．
乙：電流表示數為0，電路斷路，移動滑片，電壓表示數始終接近3V，電壓表測電源電壓，燈泡斷路．
（4）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，通過燈泡的電流為0.3A，
燈泡的電阻R=

U

I

=

2.5V

0.3A

≈8.3Ω．
（5）燈絲電阻在長度、橫截面積、材料一定時，溫度對電阻的影響較大，電壓增大，燈絲溫度升高，電阻增大．
（6）本實驗原理：R=

U

I

．
知道電阻的電壓和電流，根據R=

U

I

能計算電阻，根據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．
故答案為：（1）斷開；阻值最大處；（2）如上圖所示；（3）燈泡短路；燈泡斷路；（4）0.3；8.3；（5）燈絲電阻隨溫度的升高而增大；（6）R=

U

I

；測量燈泡的電功率．

點評：本電路在初中物理電學實驗中應用廣泛．可用于測燈泡的電阻、功率，還能探究在電流跟電壓、電阻的關系．電路是相同的，元件在實驗中的作用有相同之處，也有不同之處，注意區分，對比記憶，印象深刻．