Question

3．如圖是某實驗小組測定額定電壓為2.5V小電燈功率的實物電路．

（1）開關閉合前，滑動變阻器滑片應該移動到左（選填“左”或“右”）端；
（2）開關閉合后，若電路連接正確，發現小電燈不亮，電壓表有示數，電流表指針幾乎不動，產生這一現象的原因是小電燈斷路；
（3）排除故障后，移動滑片，獲得多組對應的電壓、電流值，繪出如圖2的I-U圖象，則小電燈的額定功率為0.5W，分析數據可知：小電燈的燈絲電阻值隨電壓的升高而逐漸增大．該小組有的同學對這一結論提出質疑說：“我們前面學過電阻是導體的一種性質，與電壓、電流無關，與這一實驗得出的結論不是矛盾嗎？”大家感到一籌莫展，你幫他們解釋一下：小電燈的燈絲電阻值隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）閉合開關前，滑動變阻器接入電路的阻值應該是滑動變阻器的最大阻值；
（2）常見的電路故障有斷路與短路，根據電路故障現象分析電路故障原因；
（3）由I-U圖象找出燈泡額定電壓對應的電流，然后由P=UI求出燈泡功率；
根據圖象由歐姆定律判斷燈泡電阻隨電壓變化的關系；
金屬的電阻隨溫度的升高而變大，因此從溫度方面分析．

解答 解：（1）由電路圖可知，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應位于最大阻值處，
所以滑片應移到最左端，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大．
（2）閉合開關，燈泡不亮，可能是燈泡短路或電路存在斷路，電流表指針幾乎不動，說明電路存在斷路；
電壓表有示數，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯電路之外電路不存在斷路，則與電壓表并聯的小電燈斷路．
（3）由圖象可知，燈泡額定電壓U=2.5V時，所對應的電流I=0.2A，
燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
由圖象可知，隨著小電燈兩端的電壓增大，其電阻也隨之增大，
即：小電燈的燈絲電阻值隨電壓的升高而逐漸增大．
由圖象可知，隨著小電燈兩端的電壓增大，電流也增大，
根據P=UI可知，小電燈的實際功率增大，小電燈變亮，燈絲的溫度升高，電阻增大；
即：小電燈的燈絲電阻值隨溫度的升高而增大．
故答案為：（1）左；
（2）燈泡斷路；
（3）0.5；增大；小電燈的燈絲電阻值隨溫度的升高而增大．

點評 此題是“測定小燈泡功率”的實驗，考查了實驗注意事項、電路故障分析、求燈泡的額定功率、分析燈泡電阻變化規律等知識，掌握基礎知識是正確解題的關鍵，要學會應用圖象法處理實驗數據的方法．