Question

5．小紅測量正常發(fā)光時電壓為2.5V的小燈泡的電阻．

（1）圖甲是尚未完成的實物連接圖，請用筆畫線代替導線，使其連接成正確的測量電路．（已知燈泡正常發(fā)光時電阻約12Ω）
（2）在實驗過程中，滑片P在某一位置時電流表和電壓表的示數(shù)如圖乙所示，此時通過燈泡的電流是0.2A，燈泡的阻值為12Ω；

次數(shù)	1	2	3
電流表示數(shù)/A	0.12	0.2	0.22
電壓表示數(shù)/V	1	2	2.5

（3）上表是該同學所測得小燈泡的三組數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)其電阻值是變化的，你認為影響電阻變化的主要原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（4）某同學又把該實驗中電源換為4節(jié)干電池串聯(lián)，再測正常發(fā)光時電壓為3.8V的小燈泡的電阻值，則電壓表的量程應選為0～15V，若該量程壞了，在不更換實驗器材的情況下，請在方格中畫出該實驗的電路圖．

Answer 1

分析 （1）掌握電流表、電壓表、滑動變阻器的接法，電流表要串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在電路中，
同時要注意電流表、電壓表量程和正負接線柱的接法．在連接滑動變阻器時，要注意一上一下；
（2）在進行電表的讀數(shù)時，注意量程和分度值，根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$計算小燈泡的電阻；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，比較小燈泡工作時對電阻產(chǎn)生影響因素的不同，即可得出燈絲的阻值變大的原因；
（4）小燈泡額定電壓是3.8V，電源電壓為6V，當燈泡電壓為額定電壓時，與燈泡串聯(lián)的滑動變阻器電壓為2.2V，
電壓表“0～15V”的量程已損壞，所以電壓表不能測燈泡電壓，但可以測滑動變阻器電壓，電壓表與滑動變阻器并聯(lián)．

解答 解：（1）將電流表、滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電壓表應與燈泡并聯(lián)．
由于小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表選擇0～3V的量程；
燈泡正常發(fā)光時電阻約12Ω，正常發(fā)光時的電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{12Ω}$≈0.2A＜0.6A，選擇0～0.6A的量程；
使電流從兩表的正接線柱流入，負接線柱流出；
滑動變阻器已接了下面一個接線柱，應再接上面一個接線柱．

（2）由圖乙可知，電流表的量程為0～0.6A，其分度值為0.02A，讀數(shù)為0.2A；
電壓表的量程為0～3V，其分度值為0.1V，讀數(shù)為2.4V，
由I=$\frac{U}{R}$得，燈泡的電阻：
R=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.4V}{0.2A}$=12Ω．
（3）小燈泡在不同電壓下，其材料、長度和粗細沒有變化，隨著電壓的增大，通過燈泡的電流增大，燈泡的功率增大，
燈絲的溫度升高，燈絲的阻值增大，所以影響電阻變化的主要原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（4）燈泡的額定電壓為3.8V，電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端，電壓表選擇0～15V，但是0～15V量程壞了，
當燈泡正常發(fā)光時，燈泡和滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電源電壓為6V，要使燈泡電壓為U_L=3.8V，滑動變阻器兩端電壓為U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，
把電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，移動滑動變阻器的滑片，示數(shù)為2.2V時，燈泡正常工作，故該實驗的電路圖如圖所示：

故答案為：（1）見上圖；
（2）0.2；12；
（3）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（4）0～15V；見上圖．

點評 本題涉及到電表量程的選擇和連接、電阻的計算、燈泡的電阻與溫度的關系以及根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點設計電路圖，這四個問題是比較典型的題目，一定要掌握．