Question

11．在“測(cè)量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡額定電壓為2.5V．
（1）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電壓表指針不偏轉(zhuǎn)，電流表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生此故障的原因可能是小燈泡短路（或電壓表短路）．
（2）排出故障后，移動(dòng)滑片P到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，若想測(cè)量小燈泡發(fā)光時(shí)的電阻，應(yīng)將圖甲中的滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，記下電流表的示數(shù)為0.2A，則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為12.5Ω．
（3）小明根據(jù)記下的多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，繪制成圖丙所示的I-U圖象，發(fā)現(xiàn)通過(guò)小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比，這是由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大（燈絲的電阻隨溫度的變化而變化）．

Answer 1

分析 （1）電流表指針偏轉(zhuǎn)，電壓表指針沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路是通路，問(wèn)題出在電壓表接線柱接觸不良或燈泡短路；
（2）讀取電壓表示數(shù)時(shí)，首先要明確電壓表選擇的量程和對(duì)應(yīng)的分度值，讀數(shù)時(shí)視線與指針?biāo)鶎?duì)刻線相垂直；
要使燈泡正常發(fā)光，兩端電壓必須等于額定電壓，此時(shí)燈泡兩端電壓低于額定電壓，要達(dá)到額定電壓，
在電源電壓一定時(shí)，需要降低滑動(dòng)變阻器兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)電路用電器兩端電壓與電阻成正比移動(dòng)滑片；
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$的變形公式R=$\frac{U}{I}$求出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（3）導(dǎo)體電阻與材料、長(zhǎng)度、橫截面積還有溫度有關(guān)，燈絲的電阻受溫度的影響．

解答 解：（1）正確連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，可能電路存在開(kāi)路或電壓表與小燈泡并聯(lián)部分短路，
電壓表指針不偏轉(zhuǎn)，電流表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路不存在開(kāi)路；
綜上所述，產(chǎn)生此故障的原因可能是小燈泡短路（或電壓表短路）；
（2）由圖知：電壓表選擇的是0～3V量程，對(duì)應(yīng)的分度值為0.1V，此時(shí)的電壓表示數(shù)為2.2V；
已知燈泡額定電壓為2.5V，要使燈泡正常發(fā)光，兩端電壓必須達(dá)到額定電壓，
所以燈泡兩端電壓要升高，在電源電壓一定時(shí)，需要降低滑動(dòng)變阻器兩端電壓，
由串聯(lián)電路用電器兩端電壓與其阻值成正比知，要使滑動(dòng)變阻器兩端電壓降低，
必須使其接入電路電阻減小，所以滑片P向B端移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為2.5V，此時(shí)小燈泡正常發(fā)光；
由I=$\frac{U}{R}$得，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω．
（3）由于燈絲的電阻受溫度影響，隨燈泡溫度升高而增大，所以通過(guò)小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比．
故答案為：（1）小燈泡短路（或電壓表短路）；
（2）B；2.5；12.5；
（3）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大（燈絲的電阻隨溫度的變化而變化）．

點(diǎn)評(píng) 伏安法測(cè)量電阻是電學(xué)最重要的實(shí)驗(yàn)之一，此題考查了電路故障的判定、電壓表的讀數(shù)、串聯(lián)電路電壓與電阻的關(guān)系、電阻的計(jì)算等知識(shí)，考查角度全面，涵蓋知識(shí)點(diǎn)多，具有代表性和典型性．