Question

4．小华同学用“伏安法”测量一只标有“2.5V”字样小灯泡的电阻．

（1）如图甲所示是小华连接的实物连接图，请你用笔画线代替导线，替他把电路连接完整（要求选择合适的量程，导线不交叉）．
（2）电路连接完成后，小华闭合开关S，发现小灯泡L 不发光，电流表、电压表如图乙所示．电路中出现的故障可能是小灯泡L短路．

实验序号	l	2	3
小灯泡两端的电压U/V	2.0	2.5	3.0
通过小灯泡的电流I/A	0.18	0.20	0.23
小灯泡的灯丝电阻R/Ω	11.1	12.5	13.0

（3）排除电路故障后，小华继续进行实验，并将测得的实验数据记录在上表中．小华发现三次测量的电阻相差较大，通过交流，其他同学也都有类似的发现．经讨论，同学们认识到：实验有误差是肯定的，但这个现象不能单纯用误差来解释．因为，如果是误差，那么三次测得的电阻值应该相差较小（选填“较大”或“较小”），并具有时大时小的特点（选填“逐次增大”、“逐次减小”或“时大时小”）．
（4）通过回忆实验时小灯泡亮度的变化，小华推断灯丝的电阻可能与温度有关．经过查阅资料他了解到：灯丝的温度越高，其电阻越大，且大多数金属的电阻都具有此特点．据此，他设计了一个简易的测温装置．用一段具有这种性质的金属丝代替小灯泡接入图甲所示的电路中，若要满足温度升高时温度显示表的示数变大，温度显示表应由图甲中电压表改装而成．

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，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）由图乙可知，电流表有示数说明电路时通路，电压表无示数、灯泡不亮，说明电路断路，即电压表并联部分短路；
（3）当一个被测量的物理量是定值时，由于误差，测量结果会出现较小的差值．如果出现较大的差值，要么测量错误，要么另有原因；
（4）灯丝的温度越高，发出的光越强；串联电路中，电阻变大，电阻两端的电压也会变大．

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，
滑动变阻器的任意上方接线柱与灯泡串联组成电路，如下图所示：

（2）由图乙可知，电流表有示数，电压表无示数，且灯泡不亮，说明电压表并联部分短路，电路中出现的故障可能是小灯泡L短路；
（3）如果只是误差，三次测量值相差会比较小，时大时小，现在测量值相差比较大，可能是错误，可能是其它原因；
（4）灯泡的亮暗是由灯丝的温度决定的，所以灯丝的温度可由灯泡的亮暗判断；
温度升高时测温装置的示数变大，图中和电阻对应变大的是灯泡两端的电压，所以应将图甲中电压表的表盘改装成测温装置的刻度盘．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）小灯泡L短路；
（3）较小；时大时小；
（4）亮度；电压．

点评 本题考查测量小灯泡电阻的实验，涉及到实物图的连接、电路故障的判断、误差的特点以及串联电路的分压特点等，重点考查了学生的综合应用能力，有一定的难度．