Question

14．李林同学在测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻时，设计了如图甲所示的电路图．

（1）如图是李林连接的部分电路，请你用笔画线代替导线，将实物电路帮他连接完整．（要求滑片向右滑动时，灯泡变亮）．
（2）实验时，李林按电路图连接了电路，闭合开关，在调节滑动变阻器的过程中，发现电压表的示数突然变大，电流表无示数，其可能的原因是小灯泡断路．故障排除后，李林通过实验测量了多组实验数据并画出了I-U图象，如图乙所示．
（3）小灯泡正常发光时的电阻为10Ω．
（4）选取图象中的三组数据，通过计算后发现电阻阻值相差较大，你对这一现象的解释是灯泡灯丝的电阻跟温度有关．
（5）根据实验数据，小林计算出小灯泡的额定功率为0.625W．
拓展：如果小林接下来向测量一个定值电阻的阻值，①他应该对电流做哪些改动？把电路中的小灯泡换成待测电阻．
②实验步骤有哪些不同？移动滑动变阻器的滑片，至少得到三组电流、电压值，分别求出每次的电阻值，再求出平均值，就是待测电阻的阻值．．

Answer 1

分析 （1）电流表选用0.6A量程；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，由滑片向左移动时灯泡变亮选择下接线柱；
（2）电压表示数突然变大说明电压表与电源之间是通路，电流表无示数，说明电路断路，即电压表并联部分断路；
（3）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据图象读出通过的电流，根据欧姆定律求出电阻；
（4）导体电阻跟导体长度、横截面积、材料、温度有关，从电阻的影响因素考虑；
（5）根据图象读出灯泡两端电压为额定电压时的电流值，根据P=UI求出额定功率；
拓展：①要测量定值电阻的阻值，就应当把小灯泡换成待测电阻；
②测量定值电阻的阻值实验中，至少需要测量三次，再求其平均值．

解答 解：（1）电流表选用0.6A量程，和电源的正极相连；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，由滑片向右移动时灯泡变亮，选择右侧下接线柱接入电路与开关右侧相连，如下图所示：

（2）闭合开关，在调节滑动变阻器的过程中，发现电压表示数突然变大，电流表无示数，说明电压表并联部分断路，原因可能是灯泡断路；
（3）小灯泡正常发光时的电压U=2.5V，由图象丙可知通过的电流I=0.25A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此时灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
（4）实验过程中，灯丝的长度、横截面积、材料都不变，电压不同，灯丝温度不同，电阻大小不同，所以灯泡灯丝的电阻跟温度有关；
（5）小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
拓展：①要测量定值电阻的阻值，就应当把小灯泡换成待测电阻；
②移动滑动变阻器的滑片，至少得到三组电流、电压值，分别求出每次的电阻值，再求出平均值，就是待测电阻的阻值．
故答案为：（1）如上图；（2）小灯泡断路；（3）10；（4）灯泡灯丝的电阻跟温度有关；（5）0.625；
拓展：①要测量定值电阻的阻值，就应当把小灯泡换成待测电阻；
②移动滑动变阻器的滑片，至少得到三组电流、电压值，分别求出每次的电阻值，再求出平均值，就是待测电阻的阻值．

点评 本题考查了电路故障的判断和欧姆定律的应用以及灯丝电阻与温度的关系，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．