Question

15．某同学用如图甲所示的实验装置测小灯泡的电阻：
（1）请你帮他用笔划线代替导线连接实物电路，导线不允许交叉．
（2）该同学连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表的指针几乎不偏转，电压表有示数，接近电源电压，你认为该电路故障可能是灯泡断路．
（3）该同学排除电路故障后，完成实验并将实验数据绘制成图象，如图乙所示，当小灯泡两端的电压为2.0V时，小灯泡的电阻为5Ω．
（4）该同学提出在测定值电阻的实验中，绘制的图象是一条直线，而本实验得到的是曲线，你认为原因可能是灯泡的电阻随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）伏安法测灯泡电阻，电流表与灯泡串联测电路电流，滑动变阻器与灯泡串联保护电路，同时改变灯泡两端电压，开关串联在电路中，控制电路的通断，电压表与灯泡并联测灯泡电压，据此连接电路图．
（2）闭合开关，灯泡不亮，可能是灯泡短路、或灯泡断路、或灯泡之外电路存在断路；电流表指针不动，说明电路断路；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不存在断路；综合分析可知，电路故障是灯泡断路．
（3）由图读出当小灯泡两端的电压为2.0V时通过灯泡的电流，由R=$\frac{U}{I}$计算出灯泡阻值．
（4）灯泡灯丝的电阻会随温度的增大而增加，而灯泡亮度大时，此时的温度也会升高，其电阻会增大．

解答 解：（1）将电压表与灯泡并联，滑动变阻器、电流表与灯泡串联，实物电路图如图所示．
．
（2）闭合开关后，灯泡不亮，电流表无示数，说明某处发生了断路，电压表示数接近电源电压，说明与电压表并联的灯泡出现了断路．
（3）由乙图可知：当小灯泡两端的电压为2.0V时，通过灯泡的电流为0.4A，
小灯泡的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω；
（4）绘制的图象是曲线，说明灯丝电阻不是定值，原因是灯丝亮度大时，其温度也高，灯丝的电阻会随温度的升高而增大．
故答案为：（1）如上图；（2）灯泡断路；（3）5；（4）灯泡的电阻随温度的升高而增大．

点评 本题考查伏安法测电阻的实物图连接、电路故障分析、图象分析等，关键是知道灯丝的电阻不是定值，会随温度的升高而增大．