Question

6．在测定小灯泡的电阻和额定功率的实验中，有器材：电阻约为10Ω的小灯泡一只，量程3V的电压表一个，开关一个，滑动变阻器一个，电源电压3V，导线若干．另可供选择的电流表有：A．量程为100mA的电流表；B．量程为0.6A的电流表；

（1）在测定小灯泡的额定功率实验前，应先记录小灯泡的额定电压（选填“额定电压”、“电阻”或“额定功率”）．
（2）为保证测量比较准确，电流表应选B．
（3）实验的电路图如图1所示，图中甲是电流表．连接电路时，开关应断开．
（4）在图2中用笔画线连接好实物图，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，而电压表示数接近3V，取下灯泡，两表的示数仍不变，出现故障的原因可能是灯泡断路．
（5）故障排除后，开始进行实验，根据测出的数据，画出了电流与电压的关系图象（如图3），由此可判断小灯泡灯丝的电阻随电压的增大而增大，原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）测定灯泡的额定功率，使灯泡在额定电压下工作，先记录灯泡的额定电压，再记录灯泡的额定电流．
（2）由电源电压和电阻求电流，确定电流表的量程．
（3）根据电流表和电压表与灯泡的连接方式，判断甲是什么表．连接电路时，开关应处于断开状态．
（4）根据电路图连接实物，灯泡接入电路和不接入电路，电路中灯泡、电压表、电流表都不发生变化，可以判断故障原因．
（5）根据R=$\frac{U}{I}$分别求出1V、2V、3V时灯丝电阻，判断灯泡电压增大时电阻的变化，从电阻大小的影响因素分析电阻变化的原因．

解答 解：（1）测灯泡的额定功率，必须使灯泡在额定电压下工作，先记录灯泡的额定电压．
（2）电路电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A．
量程为100mA的电流表太小，量程为3A的电流表太大，测量不够准确，选择量程为0.6A的电流表．
（3）电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，所以乙、丙是灯泡和电压表，甲是电流表．
连接电路时，开关应处于断开状态，防止连接完最后一根导线，电路接通，损坏元件．
（4）按照电路图连接实物电路，如图所示；

闭合开关，灯泡不亮，电流表无示数，电路断路，取下灯泡，电压表和电流表示数不变，灯泡处断路，电压表串联在电路中，测电源电压．
（5）由图象知，灯泡在1V、2V、3V时的电流分别为：0.17A、0.25A、0.3A．
根据R=$\frac{U}{I}$求得灯泡在1V、2V、3V时的电阻分别为：5.9Ω、8Ω、10Ω．
可见，灯泡电压增大，灯泡电阻增大；原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大．
实验过程中，灯丝长度、材料、横截面积不变，灯丝电压增大，电流增大，温度升高电阻增大．
故答案为：（1）额定电压；（2）B；（3）电流表；断开；（4）电路图如上图所示；灯泡断路；（5）增大；灯丝的电阻随温度的升高而增大．

点评 （1）电流表量程的选择：电流表的最大刻度值稍大于电路最大电流，这样既能保护电流表，又能达到准确测量．
（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）从图表中总结实验结论时，可以直接得出，也可以通过计算得出的．