Question

5．小红测量正常发光时电压为2.5V的小灯泡的电阻．

（1）图甲是尚未完成的实物连接图，请用笔画线代替导线，使其连接成正确的测量电路．（已知灯泡正常发光时电阻约12Ω）
（2）在实验过程中，滑片P在某一位置时电流表和电压表的示数如图乙所示，此时通过灯泡的电流是0.2A，灯泡的阻值为12Ω；

次数	1	2	3
电流表示数/A	0.12	0.2	0.22
电压表示数/V	1	2	2.5

（3）上表是该同学所测得小灯泡的三组数据，可以发现其电阻值是变化的，你认为影响电阻变化的主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大．
（4）某同学又把该实验中电源换为4节干电池串联，再测正常发光时电压为3.8V的小灯泡的电阻值，则电压表的量程应选为0～15V，若该量程坏了，在不更换实验器材的情况下，请在方格中画出该实验的电路图．

Answer 1

分析 （1）掌握电流表、电压表、滑动变阻器的接法，电流表要串联在电路中，电压表并联在电路中，
同时要注意电流表、电压表量程和正负接线柱的接法．在连接滑动变阻器时，要注意一上一下；
（2）在进行电表的读数时，注意量程和分度值，根据公式R=$\frac{U}{I}$计算小灯泡的电阻；
（3）根据表中数据，比较小灯泡工作时对电阻产生影响因素的不同，即可得出灯丝的阻值变大的原因；
（4）小灯泡额定电压是3.8V，电源电压为6V，当灯泡电压为额定电压时，与灯泡串联的滑动变阻器电压为2.2V，
电压表“0～15V”的量程已损坏，所以电压表不能测灯泡电压，但可以测滑动变阻器电压，电压表与滑动变阻器并联．

解答 解：（1）将电流表、滑动变阻器串联在电路中，电压表应与灯泡并联．
由于小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选择0～3V的量程；
灯泡正常发光时电阻约12Ω，正常发光时的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{12Ω}$≈0.2A＜0.6A，选择0～0.6A的量程；
使电流从两表的正接线柱流入，负接线柱流出；
滑动变阻器已接了下面一个接线柱，应再接上面一个接线柱．

（2）由图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，读数为0.2A；
电压表的量程为0～3V，其分度值为0.1V，读数为2.4V，
由I=$\frac{U}{R}$得，灯泡的电阻：
R=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.4V}{0.2A}$=12Ω．
（3）小灯泡在不同电压下，其材料、长度和粗细没有变化，随着电压的增大，通过灯泡的电流增大，灯泡的功率增大，
灯丝的温度升高，灯丝的阻值增大，所以影响电阻变化的主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大．
（4）灯泡的额定电压为3.8V，电压表并联在灯泡的两端，电压表选择0～15V，但是0～15V量程坏了，
当灯泡正常发光时，灯泡和滑动变阻器串联在电路中，电源电压为6V，要使灯泡电压为U_L=3.8V，滑动变阻器两端电压为U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，
把电压表并联在滑动变阻器的两端，移动滑动变阻器的滑片，示数为2.2V时，灯泡正常工作，故该实验的电路图如图所示：

故答案为：（1）见上图；
（2）0.2；12；
（3）灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（4）0～15V；见上图．

点评 本题涉及到电表量程的选择和连接、电阻的计算、灯泡的电阻与温度的关系以及根据串联电路的电压特点设计电路图，这四个问题是比较典型的题目，一定要掌握．