Question

在“测量小灯泡电阻”的实验中，小佳选用以下器材：额定电压为2.5V的小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电压为6V的电源、开关各一个，导线若干．

（1）如图1所示是小佳同学连接未完成的电路，请你用笔代替导线帮小佳完成电路的连接．要求：用电压表直接测量小灯泡两端的电压并选用适合的量程．
（2）电路连接完整且无误后，闭合开关，发现：小灯泡不亮，电压表有示数，电流表几乎没有示数，则电路的故障原因可能是________．
（3）排除故障后，闭合开关，小灯泡发光，小佳移动滑动变阻器的滑片，使电压示数如图2所示，则这时小灯泡两端的电压是________V．
（4）小佳根据实验数据绘制出小灯泡的U-I图象，如图3所示，由图象可知：
①小灯泡正常工作时的电阻为________欧．
②当小灯泡两端电压增大时，小灯泡阻值________（选填“增大”、“减小”或“不变”），出现这种现象的原因是：________．
（5）本实验中，小佳________（选填“能”或“不能”）通过调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数从零开始连续增大．

Answer 1

解：（1）在该电路中，电流表串联在电路中，变阻器串联在电路中，且接法是一上一下；电压表并联在灯泡两端，由于灯泡的额定电压是2.5V，所以电压表选择小量程即可；如下图：

（2）小灯泡不亮，电流表几乎没有示数，即该电路是断路，此时电压表有示数，即表明电压表能和电源相连，故只能是小灯泡断路；
（3）此时电压表是小量程，分度值是0.1V，故此时电压表的示数2.4V；
（4）由I-U图象可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流是0.25A，
∵I=，∴灯泡正常工作时的电阻R===10Ω；
由图乙所示I-U图象可知，随灯泡电压U变大，通过电阻电流变大，
且△U＞△I，∵I=，∴灯丝电阻R=可知，灯丝电阻变大，
灯丝电阻随温度升高而变大，所以小灯泡灯丝的电阻随电压的增大而变大．
（5）灯泡和变阻器是串联的，据串联电路中的电阻有分压的作用，所以小灯泡两端的电压不可能是零，而电压表恰恰测的是灯泡的电压，所以电压的示数不可能为零．
故答案为：（1）见上图；（2）小灯泡断路； （3）2.4； （4）①10； ②增大； 小灯泡的电阻随温度的升高而变大；（5）不能．
分析：（1）电压表应并联下灯泡两端，电流表串联在电路中，且据灯泡的额定电压判断出电压表的量程即可；
（2）如图上灯L和滑动变阻器串联，闭合开关，发现灯L不亮、电压表示数接近电源电压、电流表的指针几乎没有偏转，说明电压表与电路串联，此时电压表分担电源电压．如果是灯短路，则电压表也短路，无示数．因此是灯断路．
（3）电压表的读数：首先确定使用的量程，然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数；
（4）由图示求出灯泡额定电压与对应的电流，然后由欧姆定律求出灯泡正常工作时的阻值；由图示I-U图象找出电流随电压变化的关系，然后由欧姆定律判断灯丝电阻如何变化，可以从温度对电阻的影响分析灯丝电阻变化的原因．
（5）灯泡和变阻器是串联的，据串联电路中的电阻有分压的作用分析即可判断．
点评：本题考查了实验注意事项、电路故障现象分析、求灯丝电阻、影响灯丝电阻的因素等问题；由图象I-U找出电压所对应的电流是正确求出灯丝电阻值、分析灯丝电阻随电压变化关系的关键．