Question

14．小明利用如图所示的电路做“测量小灯泡的电阻”实验，小灯泡标有“2.5V”．

（1）当他闭合开关、移动变阻器的滑片时，发现两电表的示数和灯泡的亮度都同时变化，但两表的示数总是比较小，灯泡的亮度也较弱，出现这种现象的原因是电源电压过低．
（2）电路正常后，他分别测出了小灯泡的几组电压和电流值，记录如下：

电压/V	2.0	2.5	2.8
电流/A	0.20	0.24	0.26

①小灯泡正常工作时的电阻为10.4Ω．
②通过分析实验数据可知小灯泡的电阻是变化 （选填“不变”或“变化”）的，其原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）两表的示数总是比较小，灯泡亮度较弱，说明电路中的电流太小，根据欧姆定律分析原因．
（2）①小灯泡正常工作时的电压为2.5V，从表格中找出对应的电流值，利用R=$\frac{U}{I}$计算小灯泡正常工作时的电阻；
②分别计算不同电压下的电阻，判断电阻是否变化，从电阻大小的影响因素分析电阻变化的原因．

解答 解：（1）移动变阻器滑片时，发现两电表的示数和灯泡的亮度都同时变化，说明电路不存在断路，也不存在短路，滑动变阻器的连接也正确；
灯泡亮度较弱，说明电流太小；根据I=$\frac{U}{R}$可知，电流太小，可能是电源电压太小或总电阻太大；而移动滑片的过程中，总电阻可以调到较小值；由此可知，造成该现象的原因是电源电压太低．
（3）①小灯泡正常工作时的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.24A}$=10.4Ω．
②根据R=$\frac{U}{I}$可得，灯泡在2.0V、2.5V、2.8V时的电阻分别为：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2.0V}{0.20A}$=10Ω，R₂=10.4Ω，R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.8V}{0.26A}$=10.8Ω；
所以，灯泡电压增大时，灯丝电阻增大；
其原因是灯泡电压增大，电流增大，灯泡的实际功率增大，灯丝温度升高，灯丝电阻增大，即灯丝的电阻随温度的升高而增大．
故答案为：（1）电源电压过低；（2）①10.4；②变化；灯丝的电阻随温度的升高而增大．

点评 本题考查了电路故障的分析、电阻的计算、灯丝电阻大小的影响因素，其中，电路故障分析是本题的难点．