Question

要測定一個(gè)額定電壓為2.5V小燈泡的電阻．

（1）連接電路時(shí)，開關(guān)S應(yīng)當(dāng)處于

斷開

狀態(tài)（選填：“斷開”或“閉合”）．閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于

阻值最大處

．
（2）請將圖1中的電路元件連接成實(shí)驗(yàn)電路（連線不交叉）．
（3）甲、乙兩組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，使用的電流表、電壓表及滑動(dòng)變阻器均完好且連接正確，但閉合開關(guān)后燈不亮．
甲組出現(xiàn)的情況是：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表有示數(shù)且不斷變化，電壓表示數(shù)始終為零，燈泡不亮，你認(rèn)為其電路的故障是

燈泡短路

．
乙組出現(xiàn)的情況是：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表示數(shù)始終為零，電壓表示數(shù)始終接近3.0V，燈泡不亮．你認(rèn)為其電路的故障是

燈泡斷路

．
（4）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表指針的位置如圖2所示，則通過小燈泡的電流是

0.3

A，小燈泡的電阻是

8.3

Ω．
（5）在多次測燈泡電阻的過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時(shí)，電壓表與電流表示數(shù)的比值將增大，造成這一現(xiàn)象的原因是

燈絲電阻隨溫度的升高而增大

．
（6）該實(shí)驗(yàn)的原理是（用公式表示）

R=

U

I

．利用該實(shí)驗(yàn)電路，你還能研究相關(guān)的哪一個(gè)問題？

測量燈泡的電功率

．

Answer 1

分析：（1）連接電路時(shí)，開關(guān)處于斷開狀態(tài)和滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處都能保護(hù)電路．
（2）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)測電壓，電流表串聯(lián)測電流，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中調(diào)節(jié)燈泡兩端電壓，開關(guān)串聯(lián)控制電路，再把電源用導(dǎo)線串聯(lián)組成電路．
（3）連接好電路，閉合開關(guān)，燈泡不亮，可能是電路電阻太大、電流太小、可能是斷路、可能是短路．通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片判斷電路電流大小還是故障；再由電流表判斷短路還是斷路，再由電壓表判斷故障的具體位置．
（4）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)燈泡的電阻．
（5）導(dǎo)體電阻大小跟導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料、溫度有關(guān)，燈絲電阻受溫度影響比較大．
（6）伏安法測電阻的原理：R=

U

I

；知道燈泡的電壓和電流，不但能計(jì)算電阻，根據(jù)P=UI，也能計(jì)算功率．

解答：解：（1）連接電路時(shí)，為防止電流過大燒壞電路元件、保護(hù)電路開關(guān)處于斷開狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處．
（2）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯(lián)；電流表與燈泡串聯(lián)，注意電流從正接線柱流入負(fù)接線柱流出；滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)入電路中，再用導(dǎo)線把開關(guān)、電源串聯(lián)即可，如下圖所示：

（3）甲：移動(dòng)滑片，電流表示數(shù)不斷變化，電路通路，燈泡不亮，燈泡短路，電壓表測導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0．
乙：電流表示數(shù)為0，電路斷路，移動(dòng)滑片，電壓表示數(shù)始終接近3V，電壓表測電源電壓，燈泡斷路．
（4）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，通過燈泡的電流為0.3A，
燈泡的電阻R=

U

I

=

2.5V

0.3A

≈8.3Ω．
（5）燈絲電阻在長度、橫截面積、材料一定時(shí)，溫度對電阻的影響較大，電壓增大，燈絲溫度升高，電阻增大．
（6）本實(shí)驗(yàn)原理：R=

U

I

．
知道電阻的電壓和電流，根據(jù)R=

U

I

能計(jì)算電阻，根據(jù)P=UI計(jì)算功率，所以利用該電路還能完成研究燈泡功率的問題．
故答案為：（1）斷開；阻值最大處；（2）如上圖所示；（3）燈泡短路；燈泡斷路；（4）0.3；8.3；（5）燈絲電阻隨溫度的升高而增大；（6）R=

U

I

；測量燈泡的電功率．

點(diǎn)評：本電路在初中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用廣泛．可用于測燈泡的電阻、功率，還能探究在電流跟電壓、電阻的關(guān)系．電路是相同的，元件在實(shí)驗(yàn)中的作用有相同之處，也有不同之處，注意區(qū)分，對比記憶，印象深刻．