Question

11．在“测量小灯泡电阻”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V．
（1）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表指针不偏转，电流表指针有明显偏转，产生此故障的原因可能是小灯泡短路（或电压表短路）．
（2）排出故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若想测量小灯泡发光时的电阻，应将图甲中的滑片P向B（选填“A”或“B”）端移动，当电压表的示数为2.5V时，记下电流表的示数为0.2A，则小灯泡正常发光时的电阻为12.5Ω．
（3）小明根据记下的多组对应的电压表和电流表的示数，绘制成图丙所示的I-U图象，发现通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，这是由于灯丝的电阻随温度的升高而增大（灯丝的电阻随温度的变化而变化）．

Answer 1

分析 （1）电流表指针偏转，电压表指针没有偏转，说明电路是通路，问题出在电压表接线柱接触不良或灯泡短路；
（2）读取电压表示数时，首先要明确电压表选择的量程和对应的分度值，读数时视线与指针所对刻线相垂直；
要使灯泡正常发光，两端电压必须等于额定电压，此时灯泡两端电压低于额定电压，要达到额定电压，
在电源电压一定时，需要降低滑动变阻器两端电压，根据串联电路用电器两端电压与电阻成正比移动滑片；
根据I=$\frac{U}{R}$的变形公式R=$\frac{U}{I}$求出小灯泡正常发光时的电阻；
（3）导体电阻与材料、长度、横截面积还有温度有关，灯丝的电阻受温度的影响．

解答 解：（1）正确连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，可能电路存在开路或电压表与小灯泡并联部分短路，
电压表指针不偏转，电流表指针有明显偏转，说明电路不存在开路；
综上所述，产生此故障的原因可能是小灯泡短路（或电压表短路）；
（2）由图知：电压表选择的是0～3V量程，对应的分度值为0.1V，此时的电压表示数为2.2V；
已知灯泡额定电压为2.5V，要使灯泡正常发光，两端电压必须达到额定电压，
所以灯泡两端电压要升高，在电源电压一定时，需要降低滑动变阻器两端电压，
由串联电路用电器两端电压与其阻值成正比知，要使滑动变阻器两端电压降低，
必须使其接入电路电阻减小，所以滑片P向B端移动，直到电压表示数为2.5V，此时小灯泡正常发光；
由I=$\frac{U}{R}$得，小灯泡正常发光时的电阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω．
（3）由于灯丝的电阻受温度影响，随灯泡温度升高而增大，所以通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比．
故答案为：（1）小灯泡短路（或电压表短路）；
（2）B；2.5；12.5；
（3）灯丝的电阻随温度的升高而增大（灯丝的电阻随温度的变化而变化）．

点评 伏安法测量电阻是电学最重要的实验之一，此题考查了电路故障的判定、电压表的读数、串联电路电压与电阻的关系、电阻的计算等知识，考查角度全面，涵盖知识点多，具有代表性和典型性．