Question

在“測量小燈泡電阻”的實驗中，小佳選用以下器材：額定電壓為2.5V的小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器、電壓為6V的電源、開關各一個，導線若干．

（1）如圖1所示是小佳同學連接未完成的電路，請你用筆代替導線幫小佳完成電路的連接．要求：用電壓表直接測量小燈泡兩端的電壓并選用適合的量程．
（2）電路連接完整且無誤后，閉合開關，發現：小燈泡不亮，電壓表有示數，電流表幾乎沒有示數，則電路的故障原因可能是________．
（3）排除故障后，閉合開關，小燈泡發光，小佳移動滑動變阻器的滑片，使電壓示數如圖2所示，則這時小燈泡兩端的電壓是________V．
（4）小佳根據實驗數據繪制出小燈泡的U-I圖象，如圖3所示，由圖象可知：
①小燈泡正常工作時的電阻為________歐．
②當小燈泡兩端電壓增大時，小燈泡阻值________（選填“增大”、“減小”或“不變”），出現這種現象的原因是：________．
（5）本實驗中，小佳________（選填“能”或“不能”）通過調節滑動變阻器的滑片使電壓表的示數從零開始連續增大．

Answer 1

解：（1）在該電路中，電流表串聯在電路中，變阻器串聯在電路中，且接法是一上一下；電壓表并聯在燈泡兩端，由于燈泡的額定電壓是2.5V，所以電壓表選擇小量程即可；如下圖：

（2）小燈泡不亮，電流表幾乎沒有示數，即該電路是斷路，此時電壓表有示數，即表明電壓表能和電源相連，故只能是小燈泡斷路；
（3）此時電壓表是小量程，分度值是0.1V，故此時電壓表的示數2.4V；
（4）由I-U圖象可知，燈泡額定電壓2.5V對應的電流是0.25A，
∵I=，∴燈泡正常工作時的電阻R===10Ω；
由圖乙所示I-U圖象可知，隨燈泡電壓U變大，通過電阻電流變大，
且△U＞△I，∵I=，∴燈絲電阻R=可知，燈絲電阻變大，
燈絲電阻隨溫度升高而變大，所以小燈泡燈絲的電阻隨電壓的增大而變大．
（5）燈泡和變阻器是串聯的，據串聯電路中的電阻有分壓的作用，所以小燈泡兩端的電壓不可能是零，而電壓表恰恰測的是燈泡的電壓，所以電壓的示數不可能為零．
故答案為：（1）見上圖；（2）小燈泡斷路； （3）2.4； （4）①10； ②增大； 小燈泡的電阻隨溫度的升高而變大；（5）不能．
分析：（1）電壓表應并聯下燈泡兩端，電流表串聯在電路中，且據燈泡的額定電壓判斷出電壓表的量程即可；
（2）如圖上燈L和滑動變阻器串聯，閉合開關，發現燈L不亮、電壓表示數接近電源電壓、電流表的指針幾乎沒有偏轉，說明電壓表與電路串聯，此時電壓表分擔電源電壓．如果是燈短路，則電壓表也短路，無示數．因此是燈斷路．
（3）電壓表的讀數：首先確定使用的量程，然后確定每一個大格和每一個小格代表的示數；
（4）由圖示求出燈泡額定電壓與對應的電流，然后由歐姆定律求出燈泡正常工作時的阻值；由圖示I-U圖象找出電流隨電壓變化的關系，然后由歐姆定律判斷燈絲電阻如何變化，可以從溫度對電阻的影響分析燈絲電阻變化的原因．
（5）燈泡和變阻器是串聯的，據串聯電路中的電阻有分壓的作用分析即可判斷．
點評：本題考查了實驗注意事項、電路故障現象分析、求燈絲電阻、影響燈絲電阻的因素等問題；由圖象I-U找出電壓所對應的電流是正確求出燈絲電阻值、分析燈絲電阻隨電壓變化關系的關鍵．