Question

在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中，待测小灯泡额定电压为2.5V．
（1）请用笔画线代替导线，将下图所示的实验电路未连接部分连接好（连线不得交叉）．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______ （选填“a”或“b”）端．

猜想	电压表示数情况	电流表示数情况
灯泡断路	示数接近3V	______
灯泡短路	______	有示数

（2）当开关闭合后，发现小灯泡不亮，经过分折，同学们猜想了一些可能的原因，见表．请根据同学们的猜想，在表中写出对应的电压表和电流表的示数情况．
（3）故障排除后，同学们移动滑动变阻器的滑片，记录多组　小灯泡两端不同的电压及对应的通过小灯泡的电流值，根据这些数据在坐标纸上绘制出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象（如图所示）．分析图象可知，小灯泡正常工作时的灯丝电阻为______Ω．

（4）从图象还可以看出，小灯泡灯丝的电阻随电压的增大逐渐______（选填“变大”或“变小”），从物理学角度分析，造成这一现象的原因是______．
（5）实验中测出了小灯泡在多次不同电压下的灯丝电阻，有些同学认为可以进一步求出　它们的平均值以减小误差．你是否同意他们的观点？请说明理由．

Answer 1

解：（1）电压表应与小灯泡并联，滑动变阻器接入电路时，为了安全，接入电路中的实际电阻值应为最大，所以滑动变阻器的滑片应置于a端．电路图如图所示．

（2）在闭合电路中，当某一位置断路时，电路电流为零，电流表无示数；如果断路部分与电压表并联，则电压有示数，切示数接近于电源电压，如果断路部分在电压表并联部分之外，则电压表无示数．当电路某处短路时，电路中有电流，电流表有示数，且电流比正常值大；如果短路位置与电压表并联则电压表无示数；如果短路位置在电压表并联部分之外，则电压表有示数．
故答案为：无示数；无示数．
（3）由图可得：当灯泡两两端的电压等于额定电压U=2.5V时，对应的电流I=0.25A，由欧姆定律，得：小灯泡正常工作时的灯丝电阻R===10Ω．
故答案为：大．
（4）从图象还可以看出，小灯泡灯丝的电阻随电压的增大逐渐变大．这是因为，随着电压的增大，灯的实际功率P=也逐渐增大，灯的温度逐渐升高，而金属的电阻随温度的升高而增大，所以灯丝电阻变大．
故答案为：变大；电压增大，灯的实际功率增大，灯丝温度升高，所以电阻变大．
（5）灯丝电阻随温度的升高而增大，每次测量时灯丝的实际电阻不同，多次测量求平均值，对于减小误差没有任何意义．
分析：（1）电压表应与小灯泡并联，滑动变阻器接入电路中的电阻应为最大．
（2）当电路短路时电压表无示数，当断路时电流表无示数．
（3）由图象求出，灯的额定电压对应的电流值，然后由欧姆定律求电阻．
（4）金属电阻的阻值随温度的升高而增大．
（5）灯丝电阻随温度的升高而增大，每次测量时灯丝的实际电阻不同，多次测量求平均值，对于减小误差没有任何意义．
点评：（1）连接实物图时，要先连干路，再连支路；连接线路时要按照一定的顺序连接，如从正极从发回到负极，或从负极出发回到正极．
（2）电路故障分析，一般电路故障要么是短路，要么断路，分电路故障时，应根据电压表或电流表的示数分析．
（3）解电路计算题时，应先分析电路结构，弄清各电路元件是串联还是并联，然后由串并联电路的规律，欧姆定律，电功电功率的公式进行计算．