Question

11．“用伏安法测量小灯泡的电阻”试验中，待测小灯泡的额定电压为2.5V．请完成以下探究：
（1）请你将图1所示的实验电路未连接部分连接好（连线不得交叉），在方框中画出电路图（图2）．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于a （选填“a”或“b”）端．
（2）当开关闭合后，发现小灯泡不亮，请你在表中写出对应的电压表和电流表的示数情况．

点表示数 故障	电压表 示数情况	电流表 示数情况
灯泡断路	有示数	无示数
灯泡短路	无示数	有示数

（3）故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，记录下多组实验数据（见下表）．请你计算小灯泡正常发光时灯丝电阻为10Ω，并在坐标纸上画出通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象．

U/V	2.5	2	1.5	1	0.5
I/A	0.25	0.23	0.20	0.16	0.12
R/Ω		8.70	7.50	6.25	4.17

（4）从数据可以看出，小灯泡灯丝的电阻随电压、电流的增大而逐渐变大，于是有些同学认为“灯泡的电阻是由电压和电流决定的”．你认为这种观点正确吗？不正确，支持你观点的理由是：导体的电阻是导体的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积以及温度，与导体两端的电压和通过的电流没有关系．
在本实验中引起小灯泡灯丝的电阻变化的主要因素是温度．

Answer 1

分析 （1）由灯泡的额定电压确定电压表的量程．电压表与灯泡并联．由题目里表格中的电流值确定电流表的量程，电流表与灯泡串联．电流从电压表和电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出，并根据实物电路画出电路图．
（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）找出灯泡额定电压下的电流，根据R=$\frac{U}{I}$计算电阻；在坐标中描出电压和电流的对应点，用光滑的曲线连接各点．
（4）从图象分析电压增大，电流增大，但是电压比电流增大的倍数大，所以电压增大，$\frac{U}{I}$增大，电阻增大；从电阻大小的影响因素分析电阻变化的原因；根据灯丝的电阻随温度的变化而变化的特点进行分析．

解答 解：（1）电路连接如图所示：

由图知，滑动变阻器的下面接了右边的b接线柱，所以在闭合开关前，应将滑片移至左端即a端，使其阻值最大；画电路图时，应时元件符号位置与实物电路保持一致，电路图如下：；
（2）灯泡断路，电路中无电流，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表示数大约等于电源电压；
灯泡短路，电路中有电流，且会较大，灯泡两端无电压，电压表无示数；
（3）由表格中数据知，R=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{额}}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$═10Ω；
根据表格中数据描点，连线，如图所示：


（4）导体的电阻是导体的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积以及温度，与导体两端的电压和通过的电流没有关系，所以题中观点是错误的；
灯丝的电阻发生变化，是因为灯丝的温度发生变化而致．
故答案为：（1）实物电路和电路图如上；a；（2）无示数；无示数；
（3）10； 图象如上；（4）不正确；导体的电阻是导体的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积以及温度，与导体两端的电压和通过的电流没有关系；温度．

点评 此题考查了有关断路和短路的区别，灯丝电阻和温度的关系在该实验中的应用，测定值电阻的阻值可以多次测量求平均值，由于灯丝的电阻随温度的变化而变化，所以测灯丝的电阻是不可以的．