Question

5．在测定小灯泡的电阻和额定功率的实验中，有器材：电阻约为10Ω的小灯泡一只，量程3V的电压表一个，开关一个，滑动变阻器一个，电源电压3V，导线若干．另可供选择的电流表有：
A．量程为100mA的电流表；
B．量程为0.6A的电流表；
C．量程为3A的电流表．
（1）为保证测量比较准确，电流表应选B．
（2）实验的电路图如图1所示，图1中甲是电流表．连接电路时，开关应断开．
（3）根据电路图连接好实物后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，而电压表示数接近3V，取下灯泡，两表的示数仍不变，出现故障的原因可能是灯泡断路．
（4）故障排除后，开始进行实验，根据测出的数据，画出了电流、电压的关系图象（如图2），由此可判断小灯泡灯丝的电阻随电压的增大而增大，原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）由电源电压和电阻求电流，确定电流表的量程．
（2）根据电流表和电压表与灯泡的连接方式，判断甲是什么表．
连接电路时，开关应处于断开状态．
（3）灯泡接入电路和不接入电路，电路中灯泡、电压表、电流表都不发生变化，可以判断故障原因．
（4）根据R=$\frac{U}{I}$分别求出1V、2V、3V时灯丝电阻，判断灯泡电压增大时电阻的变化，从电阻大小的影响因素分析电阻变化的原因．

解答 解：（1）电路电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A．
量程为100mA的电流表太小，量程为3A的电流表太大，测量不够准确，选择量程为0.6A的电流表．
（2）电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，所以乙、丙是灯泡和电压表，甲是电流表．
连接电路时，开关应处于断开状态，防止连接完最后一根导线，电路接通，损坏元件．
（3）闭合开关，灯泡不亮，电流表无示数，电路断路，取下灯泡，电压表和电流表示数不变，灯泡处断路，电压表串联在电路中，测电源电压．
（4）由图象知，灯泡在1V、2V、3V时的电流分别为：0.17A、0.25 A、0.3 A．
根据R=$\frac{U}{I}$求得灯泡在1V、2V、3V时的电阻分别为：5.9Ω、8Ω、10Ω．
可见，灯泡电压增大，灯泡电阻增大．
实验过程中，灯丝长度、材料、横截面积不变，灯丝电压增大，电流增大，温度升高电阻增大．
故答案为：（1）B；（2）电流；断开；（3）灯泡断路；（4）增大；灯丝的电阻随温度的升高而增大．

点评 （1）电流表量程的选择：电流表的最大刻度值稍大于电路最大电流，这样既能保护电流表，又能达到准确测量．
（2）灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路，灯泡断路时，电路断路，电路中没有电流，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压；
灯泡短路时，电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，电压表测量导线电压，示数为0．
灯泡以外的地方断路，整个电路都处于断开状态，灯泡不亮，电压表和电流表都没有示数．
（3）从图表中总结实验结论时，可以直接得出，也可以通过计算得出的．