Question

15．小宇用圖的電路圖測量“小燈泡正常發(fā)光時的電阻”，選用的電源電壓為3.0V，小燈泡的額定電壓為2.5V，圖②是未連接完整的實驗電路．
（1）按照電路圖將實物圖中的電路元件連接補充完整，要求滑動變阻器的滑片P向左移動時電流表的示數(shù)變大，在連接電路中，導線不能交叉．
（2）在連接電路過程中，開關要斷開，并將滑動變阻器的滑片調到阻值最大處，其目的是保護電路．
（3）他在檢查儀器時，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖所示，此時應將電流表的指針調到零刻度線位置．
（4）糾正錯誤后閉合開關后，緩慢移動滑動變阻器的滑片P，同時觀察電壓表（選填“電壓表”或“電流表”）示數(shù)的變化，當電壓表的示數(shù)如圖④所示時，其讀數(shù)為1.8V；若要測得小燈泡正常發(fā)光時的電阻，滑片P應向A（選填“A”或“B”）端移動．
（5）實驗時閉合開關，兩表均有示數(shù)，若將小燈泡從燈座中取走，電流表無示數(shù)（選填“有”或“無”）．
（6）通過移動滑動變阻器，多次測量小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，畫出了通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的圖象，如圖⑤所示，在該圖象中發(fā)現(xiàn)電流不與電壓成正比，這是因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（7）小宇最后不僅測出了小燈泡正常發(fā)光時的電阻是12.5Ω，還測出了小燈泡的額定功率是0.5W．

Answer 1

分析 （1）根據電路圖連接實物圖，可采用“電流流向法”，從電源的正極出發(fā)，按照電流的流向，先串主電路，再將電壓表并在待測電阻的兩端；連接滑動變阻器時，要“一上一下”的原則，當滑動變阻器的滑片向左移動時電流表的示數(shù)變大說明接入電路的電阻變小，即左下方接線柱必須接入電路中．
（2）為保護電路，向電路中連接開關時，應該先將開關斷開，電路中滑動變阻器的作用：閉合開關前滑片處于最大阻值處，保護電路；
（3）使用電表前應對其調零，使指針指在電表零刻度線上．
（4）為了測量小燈泡的正常發(fā)光的電阻，避免電壓過高燒壞小燈泡，眼睛應觀察電壓表的示數(shù)變化；
要測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻，需使小燈泡兩端的電壓等于額定電壓；
確定電壓表的量程后讀出電壓表的數(shù)值，根據串分壓的知識或歐姆定律判斷滑動變阻器阻值的變化，得出滑片移動的方向；
（5）若串聯(lián)電路發(fā)生斷路，則電路中不會有電流，用電器不工作，斷路處的電壓為電源電壓；
（6）圖象不是直線說明電壓與電流的比值即電阻是變化的，可以從影響電阻大小的因素進行分析．
（7）根據圖象確定額定電壓下對應的電流，利用R=$\frac{U}{I}$算出小燈泡正常發(fā)光時的電阻根據P=UI可求得小燈泡的額定功率．

解答 解：（1）采用“電流流向法”，電流從電源正極出發(fā)，依次將開關、滑動變阻器、定值電阻、電流表串聯(lián)起來，再將電壓表并聯(lián)在定值電阻的兩端，注意將滑動變阻器的左下接線柱接入電路；如下圖所示：

（2）為了防止短路的發(fā)生，在連接電路過程中，開關要斷開；
閉合開關前，滑片處于最大阻值處，電路電阻最大，電流最小，對電路起保護作用．
（3）由圖③所示電流表可知，電流表指針沒有指在零刻度處，應對電流表進行機械調零，使指針指在電流表零刻度線處．
（3）為了測量小燈泡的電阻，但是要避免其兩端電壓高于額定電壓電壓太多而燒壞小燈泡，
所以緩慢移動滑動變阻器滑片P，同時眼睛應觀察電壓表的示數(shù)變化．
（4）由圖乙可知，電壓表選擇的量程是0～3V，分度值是0.1V，所以電壓表示數(shù)為1.8V．
要使燈泡兩端電壓由1.8V增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻減小，滑動變阻器連入電路的電阻減小，所以滑片P應向A端移動．
（5）實驗時閉合開關，兩表均有示數(shù)，若將小燈泡從燈座中取走，此時電路相當于電壓表與滑動變阻器串聯(lián)，
由于電壓表的電阻太大，電路中的電流幾乎為零，因此電流表無示數(shù)，而電壓表有示數(shù)（幾乎為電源電壓）．
（6）由圖象丁可知，電壓和電流的比值是變化的即燈泡的電阻是變化的，原因是小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，所以通過小燈泡的電流不與其兩端的電壓成正比．
（7）由圖象可知，當小燈泡L正常發(fā)光時的電壓U=2.5V，由圖象可知對應的電流I=0.2A；
由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$得，小燈泡正常發(fā)光時的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω，
小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；保護電路；（3）零刻度線；（4）電壓表；1.8V；A；（5）無；（6）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（7）12.5Ω；0.5W．

點評 本題考查了連接實物圖時的注意問題、滑動變阻器的使用、電壓表的讀數(shù)、電路故障的判斷、電阻的計算等，雖具有一定的綜合性，但都屬于基礎知識，一定要掌握．