Question

13．在“用伏安法測量小燈泡的電阻”實驗中，電源電壓不變，小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）電路接通后，小明發現移動滑動變阻器的滑片使其接入電路的電阻減小，電壓表的示數也變小了．你認為該電路連接中存在的錯誤是電壓表并聯在滑動變阻器兩端．而小輝連接好電路，剛閉合開關時，結果發現小燈泡發光較暗，電流表與電壓表都有示數，并且無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電流表與電壓表的示數都不發生變化．這是因為滑動變阻器同時接下面兩個接線柱．
（2）如圖所示，小華在連接電路時，想使滑動變阻器的滑片向右移動時變阻器的阻值變小，請你幫助她將這一電路的實物圖，以筆代線連接完整．
（3）小華將測量得到的數據及計算結果填入如表的表格中：

實驗次數 物理量	1	2	3	4
電壓U/V	2.5	2.0	1.5	1.0
電流I/A	0.30	0.26	0.22	0.20
電阻R/Ω		7.7	6.8	5.0

可以得出小燈泡正常發光時的電阻為8.3Ω（保留一位小數）．
（4）進一步分析上表中的數據發現，燈絲的阻值是變化的，其原因是燈絲電阻受溫度影響．這種現象在生活中也有體現．例如家里的白熾燈在剛開燈的瞬間，燈絲容易燒掉．（選填“容易”或“不容易”）

Answer 1

分析 （1）測小燈泡電阻時，燈泡與滑動變阻器串聯，滑動變阻器接入電路的阻值越小，滑動變阻器兩端電壓越小，燈泡兩端電壓越大，據此根據題意分析答題；
滑動變阻器應接一上一下兩個接線柱，如果同時接下面兩個接線柱，滑動變阻器阻值全部接入電路，成為定值電阻，不能改變電路總電阻．
（2）根據燈泡額定電壓確定電壓表量程，把燈泡與滑動變阻器串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端．
（3）根據表中實驗數據，應用歐姆定律I=$\frac{U}{R}$的變形公式R=$\frac{U}{I}$求出燈泡阻值．
（4）從溫度對電阻的影響分析答題．

解答 解：（1）電路接通后，移動滑動變阻器的滑片使其接入電路的電阻減小，滑動變阻器分壓減小，定值電阻兩端電壓變大，
此時電壓表的示數也變小了，這說明：電壓表并聯在滑動變阻器兩端；
連接好電路，閉合開關，小燈泡發光較暗，說明電路電流很小，電路電阻很大，電流表與電壓表都有示數，說明電路不存在斷路和短路，
無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電流表與電壓表的示數都不發生變化，說明移動滑片，不能改變滑動變阻器接入電路的阻值，
綜合分析可知，滑動變阻器同時接下面兩個接線柱，滑動變阻器阻值全部接入電路，成為定值電阻．
（2）燈泡額定電壓為2.5V，電壓表應選0～3VD的量程，使滑動變阻器的滑片向右移動時變阻器的阻值變小，
滑動變阻器應接右下接線柱，把燈泡、滑動變阻器串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端，實物電路圖如圖所示．

（3）小燈泡兩端的電壓等于額定電壓時正常發光時，
由表中數據可知，電壓U=2.5V，對應的電流I=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$得，燈泡正常發光時的電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω．
（4）隨燈泡兩端電壓增大，通過燈泡的電流增大，燈泡實際功率變大，燈絲溫度升高，燈絲電阻變大，因此表中不同電壓下，燈絲電阻不同；
白熾燈在剛開燈的瞬間，燈絲溫度較低，燈絲電阻較小，燈泡實際功率較大，遠大于燈泡正常發光時的功率，因此白熾燈在剛開燈的瞬間容易燒掉．
故答案為：（1）電壓表并聯在滑動變阻器兩端；滑動變阻器同時接下面兩個接線柱；
（2）電路圖如圖所示；
（3）8.3；
（4）燈絲電阻受溫度影響；容易．

點評 本題結合伏安法側電阻實驗考查了電路故障分析、連接實物電路圖、求燈泡電阻、溫度對燈絲電阻的影響等問題，學會運用歐姆定律分析問題解決問題的能力．
另外，連接實物電路時，要注意電表量程的選擇，注意滑動變阻器的接法．