Question

2．在如圖所示“測量小燈泡的電阻”的實驗中，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡的電阻約為9Ω，滑動變阻器上標有“20Ω  1A”字樣．
（1）小明正在連接實驗電路，還有部分導線未接上，如圖甲所示．請你和小明一起用筆畫線代替導線，把圖中電路連接好，要求滑動變阻器的滑片向右移動時燈變暗．
（2）實驗中小明同學連接好電路后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡始終不亮，電壓表示數為3V，電流表示數為0，故障的原因可能是小燈泡斷路．
（3）小明同學排除故障后，再次閉合開關，將滑動變阻器的滑片移到某點時，電壓表的示數為2.2V，為測量小燈泡的額定功率時的電阻，應將滑片向左端移動（選填“左”或“右”）．
（4）當電壓表的示數等于額定電壓時，電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡正常發光時的電流大小為0.28A，小燈泡的電阻為是8.9Ω．
（5）小燈泡用久了以后發現在額定電壓下的亮度也變暗了，請寫出造成這種現象的原因：燈絲升華變細了，電阻變大，額定電壓下燈泡的功率變小，亮度變暗（玻璃外殼由于鎢的凝華透光性能變差了）．

Answer 1

分析 （1）電流表與小燈泡串聯，電壓表與小燈泡并聯，注意正負接線柱，滑動變阻器連接時要注意一上一下的原則，且串聯到電路中；
（2）電壓表有示數，說明與電壓表兩接線柱連接的電路是通路，電流表無示數，說明電路斷路，從而判斷出故障的可能原因；
（3）此時小燈泡兩端的電壓小于額定電壓，為使電壓增加為2.5V，就要使滑動變阻器分壓減小，連入電阻減小，選擇滑片的移動方向．
（4）根據電流表的量程和分度值讀出通過小燈泡的電流，然后根據I=$\frac{U}{R}$的變形公式R=$\frac{U}{I}$求出小燈泡的電阻．
（5）一方面由于燈絲升華后變細，電阻變大，根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判斷小燈泡的實際功率變化；另一方面由于燈絲凝華成固態的鎢附著在燈泡壁上使其透光性發生變化，據此分析．

解答 解：（1）滑動變阻器要按“一上一下”的方式接入電路，要使滑動變阻器的滑片向右移動時燈變暗，
此時接入電路的阻值變大，故應將滑動變阻器的左下接線柱與燈泡的右接線柱連接；
電流表與小燈泡串聯，電壓表與小燈泡并聯，故將電流表的“0.6”接線柱與小燈泡的左接線柱連接，如圖所示：

（2）連好電路，閉合開關，移動變阻器滑片P，發現小燈泡始終不亮，電流表無示數，說明電路存在斷路；
但電壓表有示數，說明在電壓表兩接線柱之間的電路是斷路，即小燈泡斷路．
（3）由于電壓表的示數為2.2V，小于額定電壓2.5V，為測量小燈泡的額定功率時的電阻，
應使電流變大，滑動變阻器的滑片向左調節，電阻變小，小燈泡兩端的電壓變大．
（4）由圖乙可知，電流表選擇的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，
電流表的示數為0.28A，即為小燈泡正常發光時的電流．
由I=$\frac{U}{R}$得，小燈泡的電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.28A}$≈8.9Ω．
（5）小燈泡用久了，燈絲升華變細了，電阻變大，根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，額定電壓下燈泡的功率變小，燈泡的亮度變暗；
另一方面，由于鎢絲先升華后凝華，使燈泡壁變黑，玻璃外殼的凝華透光性能變差了，燈泡的亮度也變暗．
故答案為：（1）見上圖；
（2）小燈泡斷路；
（3）左；
（4）0.28；8.9；
（5）燈絲升華變細了，電阻變大，額定電壓下的功率變小，亮度變小（玻璃外殼由于鎢的凝華透光性能變差了）．

點評 本題考查了實物電路的連接、故障問題分析、滑動變阻器的使用、電流表的讀數、電阻的計算及燈泡的亮度等知識，雖綜合性強，但都是很基礎、很重點的知識，只要掌握以上知識點，解決此題不難．