Question

實驗課上要測額定電壓為2.5V，正常工作電流小于0.4A的小燈泡的電阻．
（1）下面是同學(xué)們做實驗遇到的情形：
a．當(dāng)小倩連接完最后一根導(dǎo)線時，小燈泡就發(fā)光，小倩出現(xiàn)的錯誤是______；
b．當(dāng)小超同學(xué)正確連線，合上開關(guān)時燈泡發(fā)出耀眼的白光，原因可能是______；
c．小成正確連線，操作正確，合上開關(guān)后發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表指針不動，電壓表的示數(shù)為6伏，原因可能是______．
d．小雪用小成的實驗器材連完導(dǎo)線，操作正確，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)為5V，電流表的示數(shù)為0.2A．實驗過程中移動滑動變阻器的滑片，電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變小，原因可能是______；由此可知，滑動變阻器的最大阻值為______，此時小燈泡的電阻為______．
（2）小雪繼續(xù)實驗，．當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖，電此小燈泡的電阻為______．
（3）通過比較前后兩次小燈泡的電阻可以發(fā)現(xiàn)______．

Answer 1

【答案】分析：（1）a、為防止電流過大燒壞電路元件，連接電路時開關(guān)必須斷開；
b、正確連線連接后，合上開關(guān)時燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光說明電路電流很大，故滑動變阻器的阻值沒有調(diào)到最大阻值處；
c、合上開關(guān)后發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表指針不動說明電路斷路，電壓表示數(shù)為6伏說明此時電壓表測電源的電壓，且與電壓表串聯(lián)的電路是通路，即電壓表并聯(lián)的部分斷路；
d、本實驗中電壓表應(yīng)測電阻的電壓，根據(jù)歐姆定律可知，當(dāng)電流表的示數(shù)變大時，燈泡兩端的電壓應(yīng)變大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知滑動變阻器兩端的電壓變小，據(jù)此分析現(xiàn)象出現(xiàn)的原因；根據(jù)此時滑動變阻器的阻值最大，利用歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值；根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出此時小燈泡的電阻．
（2）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出此時通過燈泡的電流，根據(jù)歐姆定律求出此時燈泡的電阻．
（3）通過比較前后兩次小燈泡的電阻可知，燈泡功率越大，溫度越高，電阻電阻越大．
解答：解：（1）a、連接電路中，為保護電路元件，開關(guān)必須斷開；而連接完最后一根導(dǎo)線時，小燈泡就發(fā)光說明錯誤的原因：連接電路之前未將開關(guān)斷開；
b、正確連線連接后，合上開關(guān)時燈泡發(fā)出耀眼的白光，說明保護電路的滑動變阻器未調(diào)至最大阻值就接入電路；
c、小成正確連線，操作正確，合上開關(guān)后發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表指針不動說明電壓表測電源的電壓U=6V，且并聯(lián)的部分斷路，即可能燈泡斷路；
d、實驗過程中移動滑動變阻器的滑片時，電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變小，說明此現(xiàn)象的原因是：將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端；
連完導(dǎo)線，操作正確，閉合開關(guān)時，滑動變阻器的接入電路的電阻最大，此時兩端的電壓U_滑=5V，電路中的電流I=0.2A，
所以滑動變阻器的最大阻值R_滑max===25Ω；
燈泡兩端的電壓U_L=U-U_滑=6V-5V=1V，
此時小燈泡的阻值R_L===5Ω．
（2）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時U_L額=2.5V，
電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，通過燈泡的電流I_L額=0.34A；
所以此時燈泡的阻值R_L額==≈7.35Ω．
（3）當(dāng)燈泡兩端的電壓增大時，通過燈泡的電流增大，燈泡的實際功率變大、溫度越高，燈泡的電阻變大；即燈泡燈絲電阻隨溫度升高而增大．
故答案為：（1）a 連接電路之前未將開關(guān)斷開；b 滑動變阻器未調(diào)至最大阻值就接入電路；c 小燈泡斷路；d 將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端，25Ω，5Ω；（2）7.35Ω；（3）燈泡燈絲電阻隨溫度升高而增大．
點評：本題考查了測小燈泡電阻的實驗，涉及到了電路故障的分析、電路的動態(tài)分析、歐姆定律的應(yīng)用以及電阻與溫度的關(guān)系等，關(guān)鍵是根據(jù)電路故障確定電源的電壓和滑動變阻器接入電路電阻的狀態(tài)．