Question

12．用圖甲所示的實驗電路，測量小燈泡正常工作電壓2.5V時的電阻．
（1）請在虛線框內(nèi)畫出與圖甲對應(yīng)的電路圖．

（2）按圖正確連接電路，閉合開關(guān)后，電流表無示數(shù)、電壓表超出量程，小燈泡不發(fā)光，其原因是：燈泡斷路，電壓表選用了小量程．
（3）排除故障后，小燈泡發(fā)光微弱，如何使小燈泡正常發(fā)光呢？你的措施是：調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V．

（4）按正確方法完成實驗后，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點作出如圖乙所示U-I圖象，小燈泡的U-I圖象應(yīng)該是b（選填“a”或“b”），這樣判斷的依據(jù)是燈泡的阻值受溫度的變化而變化．
（5）喜歡探究的小明用另一只電流表A₂和一個5Ω的定值電阻R，連接了如圖丙所示的電路，同樣測出了小燈泡正常發(fā)光時的電阻．具體操作是：閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，使電流表A₂的示數(shù)為0.5A，小燈泡正常發(fā)光．此時電流表A₁的示數(shù)如圖丁所示，則小燈泡的電阻為6.25Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實物連接情況畫出對應(yīng)的電路圖；
（2）根據(jù)電壓電壓的大小判定電壓表的量程；燈泡不亮、電流表無示數(shù)，則電路某處斷路，電壓表接近于電源電壓，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路；
（3）燈泡在額定電壓下能正常發(fā)光，要使燈泡正常發(fā)光，可以調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片使燈泡兩端電壓即電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓，燈泡可正常發(fā)光；
（4）定值電阻阻值不變，定值電阻的U-I圖象是一條傾斜的直線；燈泡電阻隨溫度（電壓）的變化而變化，不是定值，U-I圖象是一條曲線，據(jù)此分析答題；
（5）電流表A₂與定值電阻串聯(lián)，相當(dāng)于電壓表，使并聯(lián)電路電壓等于燈泡額定電壓2.5V時燈泡可以正常發(fā)光，由歐姆定律可以求出電流表A₂的示數(shù)；確定電流表A₁的量程與最小分度值，讀出電流表A₁的示數(shù)，然后由并聯(lián)電路的特點求出流過待測電阻的電流，然后由歐姆定律求出燈泡的電阻．

解答 解：（1）由圖甲知，電流表、燈泡和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端電壓，由此畫出電路圖如圖所示：
；
（2）燈泡不亮、電流表無示數(shù)，說明電路某處斷路，電壓表有示數(shù)且接近于電源電壓，說明與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路；電源電壓為4.5V，電壓表超出量程，則電壓表選用了小量程；
（3）要使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)等于燈泡的額定電壓2.5V；
（4）定值電阻阻值不變，U-I圖象是一條傾斜的直線，而燈泡的阻值受溫度的影響，阻值會發(fā)生變化，則U-I圖象是一條彎曲的線由圖可知，b是燈泡電阻的U-I圖象．
（5）由電路圖知：定值電阻與燈泡并聯(lián)，它們兩端的電壓相等，當(dāng)并聯(lián)電壓等于燈泡的額定電壓為2.5V時，
燈泡正常發(fā)光，此時電流表A₂的示數(shù)I₂=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A；電流表A₁的量程是3A，由圖丁知電流表的最小分度值是0.1A，電流表讀數(shù)I₁=0.9A，流過燈泡的電流I_L=I₁-I₂=0.9A-0.5A=0.4A，燈泡的為：R'=$\frac{U}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω．
故答案為：（1）如上圖；（2）燈泡斷路，電壓表選用了小量程；（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V；（4）b；燈泡的阻值受溫度的變化而變化；（5）0.5；6.25．

點評 本題考查了畫實驗電路圖、分析燈泡發(fā)光較暗的原因、怎樣使燈泡正常發(fā)光、求燈泡的額定功率等問題，燈泡只有在額定電壓下才能正常發(fā)光，如果燈泡的實際功率較小，不足以讓燈泡發(fā)光，只有燈泡功率達到一定值時燈泡才能正常發(fā)光．