Question

13．在“用伏安法測小燈泡電阻”的實驗中，待測小燈泡額定電壓為2.5V
（1）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于a（選填“a”或“b”）端．
（2）當開關閉合前，發現小燈泡不亮，經過分析，一小組的同學猜想了以下可能的原因，見表，請根據同學們的猜想，在表中寫出對應的電壓表和電流表的示數情況（選填“有”或“無”）．

猜想	電壓變示數情況	電流表示數情況
燈泡斷路		幾乎為零
燈泡短路

（3）故障排除后，同學們移動滑動變阻器的滑片，記錄多組小燈泡兩端不同的電壓及對應的電流表，根據這些數據在坐標紙上繪制出了通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化關系的圖象（如圖所示），分析圖象可知，小燈泡正常工作時的燈絲電阻為10Ω．
（4）從圖象還可以看出，小燈泡燈絲的電阻隨電壓的增大逐漸變大（選填“變大”或“變小”）從物理學角度分析，造成這一現象的原因是燈絲電阻受到溫度的影響．
（5）該實驗的整套裝置還可以用于其它實驗，請舉出一例．測量小燈泡的電功率．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器的滑片要處于最大阻值處，電路中電流最小，起保護作用．
（2）燈泡串聯在電路中，燈泡斷路時，電路中無電流．電壓表串聯在電路中測電源電壓；
燈泡短路時，電路是通路，電壓表測量導線電壓．
（3）從圖象上找到2.5V下的電流值，根據R=$\frac{U}{I}$求電阻．
（4）分別計算0.5V、1.5V、2.5V下的電阻，進行比較電阻的變化．
（5）由電壓表測電壓，由電流表測量電流，根據P=UI測功率．

解答 解：（1）閉合開關前，滑片離接入電路的下面接線柱最遠，滑動變阻器的滑片處于a端，此時電阻最大，電流最小，保護電路．
（2）燈泡斷路，電流表無示數，電壓表串聯在電路中，電壓表測電源電壓，有示數且為電源電壓，電源有兩節干電池組成，此時電壓表的示數為3V；
燈泡短路，其它元件正常工作，電路是通路，電流表有示數．電壓表測導線兩端電壓U=IR=I×0Ω=0V，電壓表無示數．
（3）由圖象知，2.5V電壓下，燈泡中的電流為0.25A，所以R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω．
（4）同理求得燈泡在0.5V、1.5V、2.5V電壓下的電阻為5Ω、7.5Ω、10Ω．燈絲電壓增大，電流增大，電阻變大．造成這個現象的原因是，電壓增大，電流增大，溫度升高，電阻增大．
（5）利用本裝置能測量電壓和電流，還能求出電功率，所以還能完成測燈泡功率實驗．
故答案為：（1）a；（2）

猜想	電壓表示數情況	電流表示數情況
燈泡斷路	3V	無示數
燈泡短路	無示數	有示數

（3）10；（4）變大；（5）測量小燈泡的電功率．

點評 本題涉及到的知識很多，電路故障時，電壓表電流表的示數，滑動變阻器的作用，從圖象中讀出對應的電壓和電流來計算電阻，分析電阻和溫度的關系，多次測量的目的等等，綜合性很強．