Question

2．在如圖所示“測量小燈泡的電阻”的實驗中，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡的電阻約為9Ω，滑動變阻器上標(biāo)有“20Ω  1A”字樣．
（1）小明正在連接實驗電路，還有部分導(dǎo)線未接上，如圖甲所示．請你和小明一起用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖中電路連接好，要求滑動變阻器的滑片向右移動時燈變暗．
（2）實驗中小明同學(xué)連接好電路后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表示數(shù)為3V，電流表示數(shù)為0，故障的原因可能是小燈泡斷路．
（3）小明同學(xué)排除故障后，再次閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到某點時，電壓表的示數(shù)為2.2V，為測量小燈泡的額定功率時的電阻，應(yīng)將滑片向左端移動（選填“左”或“右”）．
（4）當(dāng)電壓表的示數(shù)等于額定電壓時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡正常發(fā)光時的電流大小為0.28A，小燈泡的電阻為是8.9Ω．
（5）小燈泡用久了以后發(fā)現(xiàn)在額定電壓下的亮度也變暗了，請寫出造成這種現(xiàn)象的原因：燈絲升華變細(xì)了，電阻變大，額定電壓下燈泡的功率變小，亮度變暗（玻璃外殼由于鎢的凝華透光性能變差了）．

Answer 1

分析 （1）電流表與小燈泡串聯(lián)，電壓表與小燈泡并聯(lián)，注意正負(fù)接線柱，滑動變阻器連接時要注意一上一下的原則，且串聯(lián)到電路中；
（2）電壓表有示數(shù)，說明與電壓表兩接線柱連接的電路是通路，電流表無示數(shù)，說明電路斷路，從而判斷出故障的可能原因；
（3）此時小燈泡兩端的電壓小于額定電壓，為使電壓增加為2.5V，就要使滑動變阻器分壓減小，連入電阻減小，選擇滑片的移動方向．
（4）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出通過小燈泡的電流，然后根據(jù)I=$\frac{U}{R}$的變形公式R=$\frac{U}{I}$求出小燈泡的電阻．
（5）一方面由于燈絲升華后變細(xì)，電阻變大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判斷小燈泡的實際功率變化；另一方面由于燈絲凝華成固態(tài)的鎢附著在燈泡壁上使其透光性發(fā)生變化，據(jù)此分析．

解答 解：（1）滑動變阻器要按“一上一下”的方式接入電路，要使滑動變阻器的滑片向右移動時燈變暗，
此時接入電路的阻值變大，故應(yīng)將滑動變阻器的左下接線柱與燈泡的右接線柱連接；
電流表與小燈泡串聯(lián)，電壓表與小燈泡并聯(lián)，故將電流表的“0.6”接線柱與小燈泡的左接線柱連接，如圖所示：

（2）連好電路，閉合開關(guān)，移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表無示數(shù)，說明電路存在斷路；
但電壓表有示數(shù)，說明在電壓表兩接線柱之間的電路是斷路，即小燈泡斷路．
（3）由于電壓表的示數(shù)為2.2V，小于額定電壓2.5V，為測量小燈泡的額定功率時的電阻，
應(yīng)使電流變大，滑動變阻器的滑片向左調(diào)節(jié)，電阻變小，小燈泡兩端的電壓變大．
（4）由圖乙可知，電流表選擇的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，
電流表的示數(shù)為0.28A，即為小燈泡正常發(fā)光時的電流．
由I=$\frac{U}{R}$得，小燈泡的電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.28A}$≈8.9Ω．
（5）小燈泡用久了，燈絲升華變細(xì)了，電阻變大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，額定電壓下燈泡的功率變小，燈泡的亮度變暗；
另一方面，由于鎢絲先升華后凝華，使燈泡壁變黑，玻璃外殼的凝華透光性能變差了，燈泡的亮度也變暗．
故答案為：（1）見上圖；
（2）小燈泡斷路；
（3）左；
（4）0.28；8.9；
（5）燈絲升華變細(xì)了，電阻變大，額定電壓下的功率變小，亮度變�。úＡ�外殼由于鎢的凝華透光性能變差了）．

點評 本題考查了實物電路的連接、故障問題分析、滑動變阻器的使用、電流表的讀數(shù)、電阻的計算及燈泡的亮度等知識，雖綜合性強，但都是很基礎(chǔ)、很重點的知識，只要掌握以上知識點，解決此題不難．