Question

7．在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中，待测小灯泡额定电压为2.5V．

（1）请用笔画线代替导线，将图1实验电路中未连接部分连接好（连线不得交叉）．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于右（选填“左”或“右”）端．
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，通过分析，小光同学猜想了-些可能的原因（见表）．请根据他的猜想，把表中几处空白填写完整．（选填“有”或“无”）

猜想	电压表示数情况	电流表示数情况
灯泡短路		有
灯泡断路		无
滑动变阻器断路	无

（3）故障排除后，小光开始实验，他记录了多组小灯泡两端不同电压及对应的电流值（如下表），其中第3次电流表的示数如图2所示，请把示数填写在表格中．根据表格中的数据，请你在图3坐标图上绘制出通讨小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象．

实验次数	1	2	3	4	5	6
U/V	0.5	1	1.5	2	2.5	3
I/A	0.10	0.16		0.23	0.25	0.26

（4）可以算出，小灯泡正常工作时的灯丝电阻为10Ω．从图象可以看出，小灯泡灯丝电阻随电压的增大逐渐变大（选填“变大”或“变小”），原因是多数金属电阻随温度的升高而变大（选填“变大”或“变小”）．
（5）该实验装置还可以用于其它实验，请举一例测量小灯泡的电功率．

Answer 1

分析 （1）掌握实物电路的连接方法，注意电压表应与灯泡并联，电流表与灯泡串联，在闭合开关前，变阻器的滑片应移至最大阻值处．
（2）根据电路故障原因分析电路故障现象．
（3）在进行电流表的读数时，要确定电流表的量程和分度值，用描点法绘制出通讨小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象．
（4）找出灯泡额定电压下的电流，根据R=$\frac{U}{I}$计算电阻；从图象分析电压增大，电流增大，但是电压比电流增大的倍数大，所以电压增大，灯丝电阻变大．
（5）由电压表测电压，由电流表测量电流，根据P=UI测功率．

解答 解：（1）电压表应与灯泡并联，由于小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表电压表量程接0～3V，由表中数据可知电流值不是很大，所以电流表可选择0～0.6A的量程．电路如图所示：
由于滑动变阻器接了下面左边接线柱，所以在闭合开关前，应将滑片移至最右端，使其阻值最大．

（2）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，电压表无示数．
灯泡断路，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，测电源电压有示数．
滑动变阻器断路，电路断路，电路中没有电流，电流表无示数，电压表无示数．

猜想	电压表示数情况	电流表示数情况
灯泡短路	无	有
灯泡断路	有	无
滑动变阻器断路	无	无

（3）由图2知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以其示数为0.2A．

实验次数	1	2	3	4	5	6
U/V	0.5	1	1.5	2	2.5	3
I/A	0.10	0.16	0.2	0.23	0.25	0.26

小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象如下图：

（4）由表中数据可知：灯丝在2.5V时的电流为0.25A，所以小灯泡正常工作时的灯丝电阻为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω．
从图象可以看出，电压增大的倍数比电流增大的倍数大，故小灯泡灯丝电阻随电压的增大逐渐变大；造成这一现象的原因是多数金属电阻随温度的升高而变大．
（5）由电压表测电压，由电流表测量电流，根据P=UI测量小灯泡的电功率．
故答案为：（1）如上图；右；（2）如上表；（3）如上表；如上图；（4）10；变大；变大；（5）测量小灯泡的电功率．

点评 此题考查了伏安法测电阻的电路连接、滑动变阻器的连接、电路故障原因与现象的对应关系、电阻的计算、影响电阻的因素等知识点，包含的内容较多．其中，分析电路故障、从图象变化规律得到电阻变化规律是此题的难点，要注意突破．