Question

如圖1，是某小組同學在做“測定小燈泡正常發光時的電阻”的實驗電路圖，已知小燈泡的額定電壓為6V，正常工作時的電流約為0.3A，現有如下器材：電流表、電壓表、開關各一個，規格為“10Ω2A”“50Ω1.5A”的滑動變阻器各一個、導線若干、電源（電壓為12V左右）一個．
（1）該實驗原理是：

 

；
（2）連接電路前，開關應

 

；當確認電路連接正確，準備合上開關時，應將滑動變阻器的滑片P 移到阻值最

 

（選填“大”或“小”）．
（3）實驗過程中，滑動變阻器的作用是

 

和

 

．
（4）圖2已連接了部分電路，請用筆畫線代替導線將電路連接完整．要求：滑片向右移時燈泡變亮

（5）你認為該小組應選用規格為

 

的滑動變阻器．
（6）該小組同學選用了合適的滑動變阻器后閉合開關，滑片P移到某一位置時記錄了第1組數據；滑片P繼續向右移動，當小燈泡正常發光時，電流表示數如3圖所示，請幫他們將電流表的示數記入表格中空白處；當滑片P移到最右端時，小燈泡閃亮一下后熄滅，然后他們記錄了第3組數據；從表中數據可知他們所用的電源電壓為

 

V，小燈泡正常發光時的電阻為

 

Ω．

實驗序號	電壓表示數/V	電流表示數/A
1	3	0.16
2	6
3	12	0

（7）分析表中的數據發現燈絲的電阻是變化的，這說明

 

．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

 

燒斷（選填“容易”或“不容易”）．

Answer 1

分析：（1）根據R=

U

I

測出小燈泡的電壓和電流值計算出燈泡的電阻．
（2）連接電路時為保證電路不出現短路，保護電路安全，開關應斷開，電路電阻應調到最大，滑動變阻器的滑片移到阻值最大處．
（3）實驗過程中，滑片處于最大阻值處，對電路起保護作用；移動滑片，改變燈泡兩端的電壓，完成多次實驗．
（4）滑動變阻器在連接時要遵守“一上一下”的原則；根據滑片向右移時燈泡變亮，連接滑動變阻器．
（5）電源電壓是12V，燈泡和滑動變阻器是串聯，燈泡正常工作的電壓是6V，電流約是0.3A，燈泡正常工作時，滑動變阻器的電壓是6V，電流約是0.3A，根據歐姆定律得，滑動變阻器的最小電阻是20Ω，允許通過的電流不小于0.3A．
（6）電流表的讀數：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；當滑片P移到最右端時，小燈泡燒壞，此時電壓表是測電源的電壓；根據歐姆定律求出小燈泡正常工作時的電阻．
（7）從實驗數據中可以看出當小燈泡兩端的電壓值逐漸變大時，通過小燈泡的電流值也隨之逐漸的變大，根據歐姆定律，可以看出小燈泡的電阻也隨之變化，說明了小燈泡的電阻受溫度的影響．家里白熾燈開燈瞬間，燈泡溫度低，電阻小，電熱多，容易燒斷燈絲．

解答：解：（1）測燈泡電阻的原理就是根據R=

U

I

測出小燈泡的電壓和電流值算出其大小．
（2）連接電路時為保護電路安全，開關應斷開，滑動變阻器滑片應移動最大阻值處．
（3）實驗過程中，滑動變阻器連入電路的電阻越大，電路中電流最小，對電路起保護作用；移動滑動變阻器滑片，改變燈泡兩端的電壓，完成多次實驗．
（4）滑動變阻器在連接時要遵守“一上一下”的原則；
當滑片向右移時燈泡變亮，
說明滑動變阻器接入電路中的電阻減小，
所以從開關出來的導線應與滑動變阻器右邊下方接線柱連接，
連接好的電路圖如圖所示．
（5）電源電壓是12V，燈泡和滑動變阻器是串聯，
根據串聯電路電壓、電流特點可知：
燈泡正常工作的電壓是6V，電流約是0.3A；滑動變阻器的電壓也是6V，電流約是0.3A；
根據R=

U

I

得：
滑動變阻器的最小電阻是20Ω，允許通過的電流不小于0.3A．
所以滑動變阻器選擇“50Ω 0.5A”．
（6）電流表使用的量程是0～0.6A，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，示數是0.30A，
記錄后的表格如右所示：

實驗序號	電壓表示數/V	電流表示數/A
1	3	0.16
2	6	0.30
3	12	0

當滑片P移到最右端時，小燈泡燒壞，
此時電壓表是測電源的電壓U=12V；
小燈泡正常工作時的電阻：
R_L=

U額

I

=

6V

0.30A

=20Ω．  
（7）從實驗數據可以看出，當小燈泡兩端的電壓值從3V、6V逐漸變大時，通過小燈泡的電流從0.16A，增加到
0.30A，說明小燈泡燈絲中的電流隨著小燈泡兩端電壓的增大而增大，
根據R=

U

I

得出的值也隨之增大，說明燈絲的電阻受溫度影響；
家用白熾燈開燈瞬間，燈絲溫度低，電阻小，
根據W=

U2

R

t可知：
在電壓和通電時間一定時，電阻越小，產生的電熱越多，容易燒斷燈絲．
故答案為：（1）R=

U

I

；（2）斷開；大；（3）保護電路；改變燈泡兩端的電壓；（4）如圖所示；（5）50Ω1.5A；（6）12；20；如表格所示；（7）溫度對電阻有影響；容易．

點評：解決本題關鍵：一是掌握探究測量小燈泡的額定功率的實驗，二是會使用滑動變阻器和會讀電流表的示數，三是能利用歐姆定律和電功率公式解決簡單問題．