Question

3．同学们做完“测量小灯泡的电功率”的实验后，老师提出了一个新问题：“大家都已经知道了决定导体电阻的三个因素，也知道温度会影响导体电阻的大小．可是具体到一个小灯泡，温度对其灯丝电阻有什么影响呢？请大家利用现有的实验器材通过实验来探究一下．”小华与同学们重新进行了实验，实验中小灯泡的额定电压是2.5V．
（1）如图甲所示，是小华连接的实物图，请你用笔画线代替导线帮他们完成电路的连接．要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电流表的示数增大．

（2）闭合开关后，小华立即发现灯泡发出耀眼的光，检查后发现电路连接正确，请你指出实验操作中的不当之处闭合开关前，滑动变阻器的阻值没有调到最大值．
（3）实验中，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是8.3Ω．
（4）小华在实验中并没有使用温度计，灯丝温度的高低可以通过灯泡的亮度来判断．
（5）下表是小华同学测得的实验数据，
由此分析出温度对灯丝电阻的影响．

I/A	0.2	O.22	0.24	0.27		0.32
U/A	0.5	1.0	1.5	2	2.5	3

小华又通过查找资料，发现大多数金属的电阻随温度变化的规律与灯丝电阻的变化规律相同．他用一段具有这种性质的金属丝代替小灯泡接入图甲的电路中，并将滑动变阻器的滑片调到适当位置固定不动，设计了一个简易的测温装置．若要满足温度升高时测温装置的示数变大，可以将图甲中电压表的表盘改装成测温装置的刻度盘．
（6）接下来小华用一个发光二极管替换电路中的小灯泡，进一步研究发光二极管的电阻与温度的关系．闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，发现此二极管都不发光，且电流表无示数，电压表有示数．经检查，整个电路连接及元件均完好，则出现这一现象的原因可能是发光二极管正、负极接反了．

Answer 1

分析 （1）测量小灯泡的电功率时，电流表、灯泡、滑动变阻器以及开关串联连接，电压表测量灯泡两端电压；滑动变阻器滑片P向右端滑动时，电流表的示数变大，说明滑动变阻器的电阻变小，从而可确定变阻器的连接情况；
（2）连接实物电路时，为保护电路，注意两点：一是开关要断开；二是滑动变阻器的滑片要移到最大阻值处．
（3）根据图乙读出电流表的示数，由R=$\frac{U}{I}$计算出电阻值；
（4）灯丝的温度越高，发出的光越强；
（5）串联电路中，电阻变大，电阻两端的电压也会变大；
（6）电流表无示数，说明电路断路，但二极管正负接线柱接反后，二极管相当于断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连．

解答 解：（1）电压表与灯泡并联，电源由两节干电池组成，所以电压表可选择0～3V的量程；
滑动变阻器与灯泡串联，滑片向右滑动，电流表的示数变大，则变阻器的阻值变小，下面应接右边的B接线柱，如图所示：

（2）闭合开关后，灯泡立即发出明亮耀眼的光，说明电路中的电流太大了，这是由于滑动变阻器的滑片没有移到最大阻值处造成的．
（3）由电路知，电流表的量程为0～0.6A，由图乙知，电流表的示数为0.3A，则灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
（4）灯泡的亮暗是由灯丝的温度决定的，所以灯丝的温度可由灯泡的亮暗判断；
（5）温度升高时测温装置的示数变大，图中和电阻对应变大的是电阻两端的电压，所以应将图甲中电压表的表盘改装成测温装置的刻度盘；
（6）电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为二极管正负接线柱接反了．
故答案为：（1）见上图；（2）闭合开关前，滑动变阻器的阻值没有调到最大值；（3）8.3Ω；（4）灯泡的亮度；（5）电压；（6）发光二极管正、负极接反了．

点评 本题考查测量小灯泡的功率的实验，考查的知识点比较多，主要考查学生的综合应用能力，有一定的难度．