Question

7．小雷同学发现家用白炽灯在刚开灯瞬间易烧坏，猜想白炽灯的电阻可能与灯丝的某个因素有关．于是找来与白炽灯工作原理相同的小灯泡，按图甲所示电路图进行探究．电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压2.5V．

（1）小雷连接电路后闭合开关，小灯泡闪亮一下就熄灭．检查发现小灯泡的灯丝已烧断．分析原因是闭合开关时，滑动变阻器连入电路的电阻为最小值 （选填“最大值”或“最小值”），导致电流过大而形成的．
（2）断开开关，更换烧坏的电路元件，进行正确操作．调节滑片使小灯泡逐渐变亮，记录电流表和电压表的一系列示数，在图丙中绘制U-I图象．当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光的电阻是9.6Ω．（保留一位小数）
（3）小雷用一个定值电阻更换小灯泡，进行正确操作．调节滑片，记录电流表和电压表的一系列示数，在图丙中再次绘制U-I图象．由图可知：定值电阻的阻值为10Ω．
（4）根据图丙中a、b图线初步判断，小灯泡的电阻与灯丝的温度有关．家用白炽灯在开灯瞬间与步骤（1）中小灯泡形成过大电流的原因不同 （选填“相同”或“不同”）．

Answer 1

分析 （1）小灯泡闪亮一下就熄灭，说明灯泡实际电压大于其额定电压，由此分析原因；
（2）根据电流表的量程和分度值读出其正常工作的电流，由R=$\frac{U}{I}$计算其电阻；
（3）由图象中找出关于定值电阻的一组电压和对应的电流，就能得到其阻值；
（4）导体电阻与温度有关，一般说，温度升高电阻增大．

解答 解：（1）闭合开关小灯泡闪亮一下就熄灭，说明灯泡实际电压大于其额定电压，电流过大，原因是闭合开关时，滑动变阻器连入电路的电阻为最小值；
（2）由图丙可知，电流表的量程0-0.6A，分度值0.02A，灯泡正常工作时的电流为0.26A，
所以灯泡的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.26A}$=9.6Ω；
（3）由图知，当定值电阻两端电压为1V时，对应的电流为0.1A，所以阻值为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
（4）图线a是一条直线，说明电流与电压成正比，电压与电流比值一定，也就是定值电阻阻值一定；而灯泡电流与电压图线是曲线，并且电流增大的程度小于电压，说明其电阻是变化的，并且随电压的增大而增大，原因是电压越高灯泡越亮，电阻越大；
家用白炽灯在刚闭合电路的瞬间容易烧坏，原因是刚开始工作时，灯丝温度较低，电阻较小，通过的电流较大；（1）中电流过大是因为闭合开关时，滑动变阻器连入电路的电阻为最小值．
故答案为：（1）最小值；（2）9.6；（3）10；（4）温度；不同．

点评 本题考查了电路故障的判断、电表读数、电阻的计算以及图象的认识和理解，电阻与温度的关系，综合性较强，有代表性．