Question

3．在測定小燈泡電阻的實驗中，電源電壓為3V，小燈泡的電阻約為10Ω
①連接電路時開關應斷開；
②請你畫出此實驗的電路圖，并將（1）的實物按你的電路圖連接完整；

③此實驗中滑動變阻器的作用是保護電路和改變燈泡兩端電壓；
④閉合開關，移動滑片P到某一點時，電壓表示數如圖（2）所示為2.2V；
⑤小明同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，繪制成如圖（3）所示的圖象，計算小燈泡兩端電壓為2.5V時的電阻是12.5Ω；
⑥小云同學在實驗中連接好電路，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，發(fā)現小燈泡始終不亮，電壓表有示數，電流表無示數，原因可能是燈泡的燈絲斷了（寫出一種既可）
⑦實際實驗計算燈絲的電阻的有關記錄與計算如下表：

實驗次數	1	2	3
電壓（V）	2.50	2.20	1.50
電流（A）	0.24	0.22	0.16
燈絲電阻（Ω）	10.42	10.00	9.38

這位同學有些納悶，導體的電阻不是與電壓、電流無關嗎？怎么三次計算的燈絲電阻卻不一樣呢？請你對此作出可能性的解釋：燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 ①為保護電路，連接電路時應斷開開關；
②根據測電阻的原理畫出電路圖；根據I=$\frac{U}{R}$判斷燈泡的最大電流來確定電流表的量程，電流表和燈泡串聯，根據電路圖連接實物圖；
③滑動變阻器的作用一般有保護電路和改變電路中的電流或改變被測用電器兩端電壓；
④電壓表的讀數：首先確定使用的量程，然后確定每一個大格和每一個小格代表的示數；
⑤燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據圖象讀出對應的電流，根據歐姆定律求出此時燈泡的電阻；
⑥電壓表有示數說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，燈泡不亮、電流表無示數說明電路斷路，即電壓表并聯部分斷路；
⑦據表中實驗數據由歐姆定律判斷電阻如何變化，從溫度對電阻的影響分析原因．

解答 解：①為了防止電路中有短路的地方而導致損壞用電器，保護電路安全，連接電路時開關應處于斷開狀態(tài)．
②測電阻的原理是：R=$\frac{U}{I}$，用電壓表測電壓，電流表測電流，電路中還需要接入滑動變阻器以保護電路，測小燈泡電阻的實驗電路圖如圖所示：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A＜0.6A，所以電流表選擇0～0.6A，把“0.6”接線柱和燈泡左端相連，實物電路如圖所示：

③在此實驗中，滑動變阻器的作用一是限制電路中的電流不至于過大從而保護電路，
二是通過改變接入電路中的電阻來改變電路中的電流，從而改變燈泡兩端電壓．
④由圖（2）可知，電壓表選擇的量程是0～3V，分度值0.1V，所以電壓表的示數為2.2V．
⑤由圖象可知，當小燈泡兩端電壓為U=2.5V，對應的電流I=0.2A，
根據歐姆定律I=$\frac{U}{R}$可得，
小燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω．
⑥閉合開關，移動變阻器滑片P，發(fā)現小燈泡不亮，電壓表有示數，電流表無示數，說明電壓表并聯部分斷路，原因可能是燈泡的燈絲斷了．
⑦由表中數據可看出，隨燈泡電壓與電流的增大，燈泡實際功率變大，燈絲溫度升高，燈絲電阻受溫度影響，隨溫度的變化而變化，由此可得出結論：燈絲的電阻隨溫度升高而增大．
故答案為：①斷開；
②電路圖和實物圖的連接如上圖所示；
③保護電路；改變燈泡兩端的電壓；
④2.2；
⑤12.5；
⑥燈泡的燈絲斷了；
⑦燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

點評 本題考查了測定小燈泡電阻的實驗，涉及到了畫電路圖和實物圖的連接、電流表量程的選擇、實驗的注意事項、歐姆定律的應用、電路故障的判斷、電阻受溫度的影響等，雖然涉及的知識點較多，綜合性比較強，但都是基本內容，屬于中考題目的熱點和焦點．熟練掌握電路的連接、電路圖的設計、電表量程的選擇、相關公式的運用等，才能順利解答此類題．