Question

16．在“測量小燈泡的電阻”的實驗中，小夢選用的小燈泡上標有“2.5V”的字樣．

（1）如圖A是小夢未連接完整的實物電路，請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物圖連接完整．
（2）小夢正確連好電路，閉合開關后，出現了不正常的現象：小燈泡不亮，電壓表沒有示數，電流表有示數，可能出現的故障是燈泡短路
（3）排除故障后，小夢調節滑動 電阻器的滑片時電壓表示數為2.5V，此時電流表的示數如圖B所示，則電流表的讀數為0.2A，小燈泡正常發光時的電阻為12.5Ω
（4）根據所測數據小夢繪制了如圖C所示的U-I圖象，則乙（選填“甲”或“乙”）是小燈泡的U-I圖象，原因是燈絲的電阻會隨溫度的升高而增大
（5）完成上述實驗后，小夢看到滑動變阻器的銘牌模糊不清，于是想測量變阻器的最大阻值R_x，他從實驗室找來一個阻值已知為R₀的定值電阻替換了燈泡，同時撤去了發生故障的電流表，并利用余下器材（電壓未知的電源，量程合適的電壓表、滑動變阻器、開關各一個，導線若干）．在不改動電壓表位置及其連線的情況下，很快測出了R_x的大小，請把你設計的電路圖畫出虛線框內．

Answer 1

分析 （1）電壓表與燈泡并聯，根據燈泡的額定電壓判斷量程；
（2）根據電流表和電壓表判斷故障；
（3）根據電流表的量程和分度值讀出示數，利用歐姆定律求出小燈泡正常發光時的電阻；
（4）根據燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大判斷小燈泡的U-I圖象；
（5）沒有電流表，使已知定值電阻R₀與滑動變阻器串聯，找電流相等，電路不能重組，要測出電源電壓，把電壓表與定值電阻R₀并聯，可以把滑動變阻器滑到阻值為0，測電源電壓，滑動變阻器滑到阻值最大，找電流相等，列出等式求解．

解答 解：（1）電壓表與燈泡并聯，因為燈泡的額定電壓為2.5V，故選用0-3V的量程，電路連接如圖所示：

（2）將正常的電流表、電壓表接入電路，當閉合開關后，發現電流表有讀數，說明電路為通路；電壓表示數為零，而電壓表測導線電壓時，電壓表示數為0；因此燈泡被短路．
（3）電流表使用0～0.6A的量程，分度值為0.02A，示數為0.2A，小燈泡正常發光時的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
（4）因燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而增大，所以乙是小燈泡的U-I圖象；
（5）無電流表，定值電阻R₀與滑動變阻器串聯，電壓表與定值電阻R₀并聯如圖所示：

故答案為：（1）如上面實物圖；（2）燈泡短路；（3）0.2；12.5；（4）乙；燈絲的電阻會隨溫度的升高而增大；（5）見上圖．

點評 沒有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設計成并聯電路，找電壓相等列等式求出被測電阻；
沒有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設計成串聯電路，找電流相等列等式求出被測電阻．