Question

20．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，将如图所示的实验电路未连接部分连接好（连线不得交叉）．
（2）连接电路过程中开关应处于断开状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于a （选填“a”或“b”）端．
（3）实验过程甲中，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10Ω．
（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（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通过灯的电流随电压的增大而增大，根据P=UI，灯的功率增大，灯丝的功率变大，灯丝的温度升高，因灯丝的电阻随温度的升高而变大，故灯丝的电阻变大．

Answer 1

分析 （1）根据灯的额定电压确定电压表选用的量程与灯泡并联，由图乙电流表选用的量程与灯泡串联；
（2）为保护电路，连接电路过程中开关应处于断开状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处；
（3）灯在额定电压下正常发光，根据图乙通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象，找出在额定电压下的电流，由欧姆定律求电阻大小；
（4）从图象比较电压增大的数值与对应的电流增大的数值大小，根据欧姆定律，确定小灯泡灯丝的电阻随电压的增大的变化规律；由图乙可知，通过灯的电流随电压的增大而增大，根据P=UI，判断灯的功率变化，根据灯丝的电阻随温度的升高而变大确定灯丝电阻的变化．

解答 解：（1）用伏安法测小灯泡电阻时，灯的额定电压为2.5V，电压表选用小量程与灯泡并联，由图乙电流表选用小量程与灯泡串联，如下所示：

（2）为保护电路，连接电路过程中开关应处于断开状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处，即 a端．
（3）灯在额定电压下正常发光，根据通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象乙可知，当在额定电压下的电流为0.25A，由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$，灯正常发光时的电阻：
R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω．
（4）从图象还可以看出，电压增大的数值比对应的电流增大的数值大，根据欧姆定律，小灯泡灯丝的电阻随电压的增大逐渐变大；由图乙可知，通过灯的电流随电压的增大而增大，根据P=UI，灯的功率增大，灯丝的功率变大，灯丝的温度升高，因灯丝的电阻随温度的升高而变大，故灯丝的电阻变大．
故答案为：（1）如上所示；（2）断开；a；（3）10；（4）变大；通过灯的电流随电压的增大而增大，根据P=UI，灯的功率增大，灯丝的功率变大，灯丝的温度升高，因灯丝的电阻随温度的升高而变大，故灯丝的电阻变大．

点评 本题用伏安法测小灯泡电阻，考查电路的连接、注意事项、电阻的计算及影响电阻大小的因素．