Question

5．在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线．要求能测出尽可能多组数据，如图1是没有连接完的实物电路．（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）
 
（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；
（2）连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是c（d）段导线断路或灯泡损坏；
（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，在要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向右端滑动（选填“左”“右”）；
（4）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图2所示的U-I图线．根据U-I图线提供的信息，可计算出小灯泡正常工作时电阻是12.5Ω．
（5）图线是曲线而不是过原点的直线，原因是灯丝的电阻会随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）要“描绘小灯泡的伏安特性曲线”则滑动变阻器要采用分压接法；电流表外接法．
（2）电流表几乎不偏转，则说明出现断路，而电压表有示数，则说明电压表两侧的电路完好无损；
（3）要增大小灯泡两端的电压，则要增大与小灯泡并联的部分电阻；
（4）根据图象直接得出额定电压所对应的电流，从而算出小灯泡正常工作时的电阻；
（5）U-I图象的斜率代表灯丝的电阻，功率越大，灯丝的温度越高；

解答 解：（1）要“描绘小灯泡的伏安特性曲线”则电压要从0开始连续可调，故滑动变阻器要采用分压接法，由于小灯泡为小电阻，故电流表要采用外接法，实物图连接如图所示；
（2）电流表几乎不偏转，则说明出现断路，而电压表有示数，则说明导线a、b、e、d、f完好，故只能是c段导线断路或灯泡损坏；
（3）小灯泡的额定电压为2.5V，而此时电压表的示数为2.2V，故要增大小灯泡两端的电压，则应该增大滑片P和左端之间的电阻，故应将滑片P向右端滑动；
（4）由图可知当小灯泡两端的电压为小灯泡的额定电压2.5V时，电流表的示数为0.2A，故小灯泡正常工作时的电阻为
  R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5}{0.2}$=12.5Ω；
（5）该曲线的斜率k=$\frac{U}{I}$=R，故斜率大小代表电阻的大小，由于电压越大，灯泡的实际功率越大即灯丝的温度越高，电阻越大，所以说灯丝的电阻会随温度的升高而增大．
故答案为：
（1）连线如图；
（2）c（d）段导线断路或灯泡损坏；
（3）右；
（4）12.5；
（5）灯丝的电阻会随温度的升高而增大．

点评 本题考查了故障的分析、电流表、滑动变阻器的连接，实物图的连接，功率的计算，图象的理解和运用，难度不大，当但综合性很强，是一道不错的题目．