Question

3．用標有“3.8V”字樣的小燈泡做“測量小燈泡的電阻”實驗，連接的部分實驗電路如圖甲所示．
（1）請用筆畫線代替導線，將圖甲的電路連接完整；
（2）連接電路時，開關要斷開；
（3）電路連接完整后，閉合開關前，滑片應滑到B端（選填“A”或“B”）； 此實驗的原理是R=$\frac{U}{I}$．
（4）閉合開關，燈泡不發光，電流表無示數；電壓表的示數幾乎等于電源電壓，故障的原因是燈泡燈泡斷路；
（5）排除故障后，將滑片移到某位置時，電路中電流表的示數如圖乙所示，讀數為0.2A，電壓表示數為2.5V，此時燈絲的電阻是12.5Ω；
（6）經多次實驗，測得多組電壓、電流值，將數據繪制成如圖丙所示的I-U圖象，由此發現：燈絲的電阻是變化的，原因是燈絲的電阻受溫度影響．
（7）該實驗中滑動變阻器的作用是改變燈泡的電壓和通過的電流，在研究電流與電阻關系實驗中滑動變阻器的作用是控制電阻兩端的電壓不變．

Answer 1

分析 （1）根據燈的額定電壓確定電壓表的量程；
（2）連接電路時，開關應斷開；
（3）閉合開關前，滑動變阻器連入電路中電阻應最大，測電阻的原理為歐姆定律；
（4）閉合開關，燈泡不發光，電流表無示數說明電路斷路；電壓表的示數幾乎等于電源電壓，說明電壓表與電源連通，則可判斷與電壓表并聯的支路之外的電路是完好的，則故障的原因是燈泡斷路了；
（5）根據圖乙電流表小量程讀數，根據歐姆定律求電阻的大小；
（6）燈絲的電阻隨溫度的變化而變化；
（7）根據實驗目的分別確定兩個實驗中變阻器的作用．

解答 解：（1）因燈的額定電壓為3.8V，電壓表選用大量程，注意電流從正接線柱流入，如下圖所示：

（2）為保護電路，連接電路時，開關應斷開；
（3）為保護電路，閉合開關前，滑動變阻器連入電路中電阻應最大，即滑片移動到B端；測電阻的原理為R=$\frac{U}{I}$；
（4）經分析，閉合開關，燈泡不發光，電流表無示數；電壓表的示數幾乎等于電源電壓，故障的原因是燈泡斷路了而導致電壓表串聯在電路中了；
（5）圖乙中，電流表使用小量程，分度值為0.02A，示數為0.2A，電壓表示數為2.5V，根據歐姆定律電阻
R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
（6）燈絲的電阻是變化的，原因在于燈絲的電阻受溫度的影響；
（7）測量小燈泡的電阻時，為研究燈的電阻隨電壓（電流）的變化規律，要多次測量得出具有普遍性的結論，所以實驗中變阻的作用是改變燈的電壓表和通過的電流；
而在研究電流與電阻關系實驗中，根據控制變量法，要保持電阻的電壓不變，所以此實驗中，滑動變阻器的作用是控制電阻的電壓不變．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）斷開；
（3）B；R=$\frac{U}{I}$；
（4）燈泡斷路；
（5）0.2；12.5；
（6）溫度；
（7）改變燈的電壓和通過的電流；控制電阻兩端的電壓不變．

點評 本題 測量小燈泡的電阻，考查電路的連接、實驗注意事項、實驗原理、常見故障的分析、電阻的計算、影響電阻大小的因素及變阻器的作用，綜合性較強．