Question

5．如圖所示，小李在“測定小燈泡正常發光時的電阻”的實驗中，所用電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V（電阻約為8Ω）．
（1）在小李所連的電路中，有兩根導線還沒連好，請你用筆畫線代替導線幫他完成電路的連線（其他導線不允許變動）．
（2）將電路連接完整并檢查無誤后，閉合開關發現小燈泡發光暗淡、電流表有示數，而電壓表無示數，則出現該現象的原因可能是D（只填字母序號）
A．滑動變阻器某處斷路  B．小燈泡處發生斷路
C．滑動變阻器短路      D．電壓表的某個接線柱接觸不良
（3）他通過實驗，得到了下表的數據和計算結果，則小燈泡正常發光時的電阻為8.3Ω，請你對小李設計的表格進行評估：不應該設計平均值這一項，理由是：小燈泡的電阻受溫度的影響．

U/V	1.5	2.0	2.5
I/A	0.22	0.26	0.30
R/	6.8	7.7
平均值

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器、電流表串聯在電路中，電壓表并聯在燈泡兩端；
（2）電路發生斷路時，電路中沒有電流；電路發生短路時，電路中電流較大，被短路用電器兩端電壓為零；
逐個分析每個選項的故障對應電壓表和電流表的示數，從而得出正確的答案；
（3）從表中讀出燈泡正常發光時，通過燈泡的額定電流，然后根據歐姆定律的變形公式求出小燈泡正常發光時的電阻；
燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，求平均值沒有任何意義．

解答 解：（1）小燈泡L正常工作時電路中的電流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A＜0.6A，
所以電流表應選擇0～0.6A的量程，
滑動變阻器要按“一上一下”的方式串聯接入電路，故應將滑動變阻器的上面任一接線柱與電流表的“0.6”接線柱連接；
電壓表要與小燈泡L并聯，故應將電壓表的“-”接線柱與小燈泡的左接線柱連接，如圖所示：

（2）A、若滑動變阻器某處斷路時，整個電路斷開，小燈泡不亮，電流表示數為零，電壓表示數也為零，故A不符合題意；
B、若小燈泡處發生斷路時，電流表示數為零，電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，因此電壓表示數等于電源電壓，故B不符合題意；
C、若滑動變阻器被短路時，電路中有較大的電流，電流表有示數，電壓表測量電源電壓，示數等于電源電壓，故C不符合題意；
D、若電壓表的某一個接線柱接觸不良時，電路中電流較小，電流表有示數，電壓表由于斷路無示數，故D符合題意；
故選：D；
（3）從表中可以看出，當燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.3A，
由歐姆定律得，小燈泡正常發光時的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
由表格數據可知，隨著電壓的升高，電路中的電流也相應增大，燈泡的實際功率變大，亮度變亮，溫度升高，小燈泡的電阻也隨之變大，即小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，求燈泡電阻的平均值沒有任何意義，故不應該設計平均值這一項．
故答案為：
（1）見上圖；（2）D；（3）8.3；不應該設計平均值這一項；小燈泡的電阻受溫度的影響．

點評 本題是伏安法測電阻的實驗，涉及到連接實物電路圖，電路故障的判斷、電阻的計算及實驗的評估等問題，要會根據燈泡的額定電壓和電阻確定電流表的量程，注意燈泡電阻與溫度的關系，考查的較為全面，伏安法測電阻是初中物理的一個重要實驗，一定要掌握．