Question

3．如图是某实验小组测定额定电压为2.5V小电灯功率的实物电路．

（1）开关闭合前，滑动变阻器滑片应该移动到左（选填“左”或“右”）端；
（2）开关闭合后，若电路连接正确，发现小电灯不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因是小电灯断路；
（3）排除故障后，移动滑片，获得多组对应的电压、电流值，绘出如图2的I-U图象，则小电灯的额定功率为0.5W，分析数据可知：小电灯的灯丝电阻值随电压的升高而逐渐增大．该小组有的同学对这一结论提出质疑说：“我们前面学过电阻是导体的一种性质，与电压、电流无关，与这一实验得出的结论不是矛盾吗？”大家感到一筹莫展，你帮他们解释一下：小电灯的灯丝电阻值随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应该是滑动变阻器的最大阻值；
（2）常见的电路故障有断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因；
（3）由I-U图象找出灯泡额定电压对应的电流，然后由P=UI求出灯泡功率；
根据图象由欧姆定律判断灯泡电阻随电压变化的关系；
金属的电阻随温度的升高而变大，因此从温度方面分析．

解答 解：（1）由电路图可知，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处，
所以滑片应移到最左端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大．
（2）闭合开关，灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路，电流表指针几乎不动，说明电路存在断路；
电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的小电灯断路．
（3）由图象可知，灯泡额定电压U=2.5V时，所对应的电流I=0.2A，
灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
由图象可知，随着小电灯两端的电压增大，其电阻也随之增大，
即：小电灯的灯丝电阻值随电压的升高而逐渐增大．
由图象可知，随着小电灯两端的电压增大，电流也增大，
根据P=UI可知，小电灯的实际功率增大，小电灯变亮，灯丝的温度升高，电阻增大；
即：小电灯的灯丝电阻值随温度的升高而增大．
故答案为：（1）左；
（2）灯泡断路；
（3）0.5；增大；小电灯的灯丝电阻值随温度的升高而增大．

点评 此题是“测定小灯泡功率”的实验，考查了实验注意事项、电路故障分析、求灯泡的额定功率、分析灯泡电阻变化规律等知识，掌握基础知识是正确解题的关键，要学会应用图象法处理实验数据的方法．