Question

7．小军在“用伏安法测量小灯泡的电阻”实验中，电源电压保持不变，使用的小灯泡的额定电压为3V．
（1）电路接通后，小明发现移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻减小时，电压表的示数也变小了，你认为电路连接中存在的问题是电压表与变阻器并联了；
（2）改正电路后，他将测得的数据及计算结果填在下面的表格中：

实验次序 物理量	1	2	3	4
电压U/V	3	2.5	1.5	1.0
电流I/A	0.30	0.28	0.25	0.20
电阻R/Ω

小灯泡正常发光时的电阻为10Ω；
（3）分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的，这种现象在生活中也有体现，例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间灯丝易烧断，是由于这时的温度低灯泡中的灯丝电阻小（选填“大”或“小”）．所以电路中的电流大．（选填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）电路接通后，小明发现移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻减小时，根据分压原理，确定变阻器的电压变化，根据串联电路电压的规律，判断灯的电压变化，据此确定电路连接中存在的问题；
（2）小灯泡在额定电压下正常发光时，根据表中数据，由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$求灯正常发光时的电阻；
（3）根据灯丝的电阻随温度的降低而变小结合结合欧姆定律分析．

解答 解：
（1）电路接通后，小明发现移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻减小时，根据分压原理，变阻器的电压变小，根据串联电路电压的规律可知，灯的电压变大；因电压表的示数也变小了，说明电路连接中存在的问题是：电压表与变阻器并联了；
（2）小灯泡的额定电压为3V，即灯正常发光时的电压为3V，由表中数据可知，此时通过的电流为0.3A，由I=$\frac{U}{R}$可得，灯正常发光时的电阻：
R=$\frac{U}{I}=\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
同理可以求得第2、3、4次实验中测得灯的电阻分别为8.93Ω、6Ω、5Ω，
则灯的电阻随电压的减小而变小，这是因为通过灯的电流随电压的减小而减小，根据P=UI可知灯的实际功率减小，灯丝的温度降低，所以灯丝的电阻随温度的降低而变小；
家里的白炽灯在刚开灯时，温度低，灯丝的电阻小，由欧姆定律可知，通过灯丝的电流大，故家里的白炽灯在刚开灯的瞬间灯丝易烧断．
故答案为：（1）电压表与变阻器并联了；（2）10；（3）小；大．

点评 本题“用伏安法测量小灯泡的电阻”，考查反常现象的判断、电阻的计算及影响电阻大小的因素及应用．