Question

3．小华做“测定小灯泡电阻”的实验时，电源电压约为6V，小灯泡额定电压为2.5V．

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，为了保护电路，小华应将图甲中滑动变阻器的滑片P置于A（选填“A”或“B”）端，闭合开关后，小华发现无论如何移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都较亮且亮度保持不变，造成这一现象的原因是滑动变阻器同时将上方的两个接线柱接入电路．
（3）小华同学重新连接后闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数如图乙所示，若他想测量小灯泡在额定电压下的电阻，应将图甲中滑片P向B（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（4）小华同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表 的示数，并绘制成图丙所示的I-U关系图象，根据图象息，可计算出小灯泡在额定电压下的电阻是12.5Ω，额定功率是0.5W．该图象不是直线，主要原因是灯丝电阻随温度升高而增大．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联；
（2）a．为防止电路中的电流过大烧坏电路元件，闭合开关前，滑动变阻器处于最大阻值处；
b．无论如何移动滑动变阻器的滑片，灯泡亮度都不改变，而且很亮，说明电路是通路，但电流较大，原因是电路电阻太小；
（3）由图示电压表确定电压表量程与分度值，读出电压表示数；根据电压表示数与灯泡额定电压间的关系确定滑片的移动方向；
（4）根据图丙读出额定电压下通过灯泡的电流，根据欧姆定律求出额定电压下灯泡的电阻，根据P=UI求出灯泡的额定功率；该图象不是直线，即电压和电流的比值也就是电阻不是定值，是因为电阻大小与温度有关．

解答 解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，则电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联，如下图所示：

（2）a．闭合开关前，保护电路的滑动变阻器的滑片处于最大阻值处的A端；
b．无论如何移动滑动变阻器的滑片，灯泡亮度都不改变，说明滑动变阻器全接到上方接线柱或全接到下方接线柱，灯泡很亮，说明滑动变阻器同时将上方的两个接线柱接入电路；
（3）由图乙可知，其量程为0～3V，分度值为0.1V，电压表示数为2.2V，小于灯泡额定电压，要测灯泡额定功率，应向B端移动滑动变阻器滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，减小滑动变阻器分压，增大灯泡两端电压，使电压表示数等于灯泡额定电压；
（4）由图丙可知，灯泡两端的电压U=2.5V时，通过灯泡的电流I=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，额定电压下灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω，
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线，说明小灯泡的电阻不是定值，并且灯丝的电阻随电压的增大而升高，即灯丝的电阻随温度的升高而增．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）A；滑动变阻器同时将上方的两个接线柱接入电路；
（3）B；
（4）12.5；0.5；灯丝电阻随温度升高而增大．

点评 本题考查了电压表的连接、实验的注意事项、实验故障的判断、电阻和电功率的计算以及电阻与温度的关系，要注意额定电压下用电器的功率和额定功率相等．