Question

如圖所示，是小明的實驗小組在“測量小燈泡的電阻”實驗中連接的一個實驗電路，所用小燈泡標有“2.5V”字樣．
（1）請指出電路連接中的兩個不當(dāng)之處：
①

 

；②

 

．
（2）他們改正電路連接中的不當(dāng)之處后，閉合開關(guān)，移動變阻器滑片時，發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)和燈泡的亮度都同時變化，但兩電表的示數(shù)總是比較小，燈泡的亮度也較弱．出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：

 

．
（3）電路正常后，他們分別測出了小燈泡的幾組電壓和電流值．記錄如下：

電壓（v）	2.0	2.5	2.8
電流（A）	0.20	0.24	0.26

通過分析實驗數(shù)據(jù)可知，小燈泡的電阻是

 

（填寫“不變”或“變化”）的，其原因是：

 

．
（4）若另一小燈泡的規(guī)格為“6V，0.3A”，現(xiàn)有實驗器材為：電壓表（量程0-3V，0-15V）一塊，電流表（量程0-0.6A，0-3A）一塊，規(guī)格為“10Ω2A”和“50Ω1A的”滑動變阻器各一只，電源（電壓恒為12V）一個，開關(guān)一只，導(dǎo)線若干．實驗時，你應(yīng)選用

 

規(guī)格的滑動變阻器，若選用另一只滑動變阻器，在實驗過程中將會遇到的問題是

 

．

Answer 1

分析：（1）伏安法測燈泡電阻時，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，應(yīng)根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，據(jù)此分析電路圖，找出電路存在的問題．
（2）燈泡亮度較弱，說明燈泡實際功率較小，通過燈泡的電流太小，根據(jù)電路現(xiàn)象，分析原因．
（3）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，由歐姆定律分析燈泡電阻是否變化，然后從溫度對電阻的影響分析原因．
（4）根據(jù)串聯(lián)電路特點求出燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端電壓，然后由歐姆定律求出此時滑動變阻器接入電路的阻值，然后根據(jù)該阻值選擇滑動變阻器的規(guī)格．

解答：解：（1）實驗時，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，由電路圖可知，電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端，電壓表連接錯誤；
燈泡額定電壓是2.5V，電壓表應(yīng)選0～3V量程，由電路圖可知，電壓表選0～15V量程，電壓表量程太大．
（2）移動變阻器滑片時，發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)和燈泡的亮度都同時變化，說明電路不存在斷路，也不存在短路，滑動變阻器連接正確；
兩電表的示數(shù)總是比較小，燈泡的亮度也較弱，說明電路電流太小，電路總電壓太小，可能是電源電壓太低造成的．
（3）∵I=

U

I

，∴燈泡電阻

U1

I1

=

2.0V

0.20A

=10Ω；R₂=

U2

I2

=

2.5V

0.24A

≈10.4Ω；R₃=

U3

I3

=

2.8V

0.26A

≈10.8Ω，
由此可見，隨燈泡電壓和電流增大，燈泡電阻變大，小燈泡的電阻是變化的；隨燈泡電壓和電流增大，
由電功率公式P=UI可知，燈泡實際功率變大，燈泡溫度升高，燈絲電阻變大，由此可見，燈泡電阻隨溫度升高而變大．
（4）由燈泡銘牌“6V，0.3A”可知，燈泡額定電壓是6V，額定電流是0.3A，燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=12V-6V=6V，
此時滑動變阻器接入電路的阻值R_滑=

U滑

I

=

6V

0.3A

=20Ω＞10Ω，因此應(yīng)該選規(guī)格為“50Ω1A”滑動變阻器，如果選規(guī)格為“10Ω 2A”滑動變阻器，
則燈泡兩端電壓始終大于燈泡額定電壓，可能燒壞燈泡．
故答案為：（1）①電壓表沒有并聯(lián)在小燈泡的兩端；②選擇的電壓表量程過大．（2）電源電壓過低．
（3）變化；燈絲電阻隨溫度升高而增大．（4）50Ω 1A；燈兩端的電壓始終大于額定電壓，燈可能被燒壞．

點評：本題考查了電路連接分析、電路故障分析、判斷燈絲電阻是否變化及其原因、滑動變阻器的選擇等問題；應(yīng)掌握電路連接的注意事項，應(yīng)掌握實驗器材的選擇方法，這是實驗的常考問題；會根據(jù)電路現(xiàn)象分析原因．