Question

2．在“測(cè)定小燈泡的功率”的實(shí)驗(yàn)中，所用小燈泡的額定電壓是2.5V，第一小組按要求連接電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)出了一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并記錄了小燈泡亮度的變化情況，結(jié)果如表所示：

壓/V	2.00	2.50	2.80
電流/A	0.27	0.30	0.32
亮度變化	暗→亮

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將第一小組的實(shí)物圖連接完整（圖甲）．該小組小燈泡額定功率是0.75W，還可以發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻隨溫度的升高而變大（選填“變大”或“變小”）．
（2）第二小組接好電路，閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表示數(shù)為零、電壓表示數(shù)均為零，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電流表和電壓表指針不隨著發(fā)生變化，經(jīng)過(guò)檢查各元件連接正確，故障應(yīng)是滑動(dòng)變阻器斷路（選填“斷路”或“短路”）．
（3）改正電路后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得某次實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖丙丁所示，你認(rèn)為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作不妥之處是電流表量程選擇過(guò)大，改進(jìn)的辦法是選擇0～0.6A量程接入電路．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)某小組學(xué)生發(fā)現(xiàn)電流表?yè)p壞，他們想設(shè)計(jì)一個(gè)不用電流表測(cè)定該小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，于是向老師要了一個(gè)阻值為R₀的定值電阻（阻值適當(dāng)）和一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)（符號(hào)為：），借助原有的實(shí)驗(yàn)器材，順利完成了實(shí)驗(yàn)，假如由你來(lái)做該實(shí)驗(yàn)，要求電路只連接一次，請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．

Answer 1

分析 （1）電流表、燈泡、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，注意電流從電流表的正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出．
根據(jù)P=UI可求得該小組小燈泡額定功率，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，由R=$\frac{U}{I}$可判斷燈絲的電阻隨兩端電壓增加的變化關(guān)系；從而可知燈絲電阻隨溫度的增大而增大．
（2）當(dāng)電壓表并聯(lián)在某段電路兩端時(shí)，如果電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明該部分電路短路或該部分電路完好而在該部分電路之外存在斷路；
（3）電流表的指針偏轉(zhuǎn)太小，說(shuō)明量程選擇太大，改進(jìn)的方法是換接小量程．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)原理分析，然后可畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接在電源上，滑動(dòng)變阻器A端接線柱與電源正極相連，電壓表使用0～3V的量程，并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖所示：
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，由R=$\frac{U}{I}$可判斷燈絲的電阻隨兩端電壓增加而變大；電阻變化的本質(zhì)是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（2）閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表示數(shù)為零、電壓表示數(shù)均為零，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電流表和電壓表指針不隨著發(fā)生變化，經(jīng)過(guò)檢查各元件連接正確，故障應(yīng)是滑動(dòng)變阻器斷路；
（3）由圖知，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度太小，原因是選擇的量程太大，所以應(yīng)該連接小量程；
（4）實(shí)驗(yàn)需要測(cè)出燈泡兩端電壓與通過(guò)燈泡的電流，可以把燈泡與定值電阻串聯(lián)，測(cè)出定值電阻兩端電壓，由歐姆定律求出通過(guò)定值電阻的電流，由于燈泡與定值電阻串聯(lián)，可以求出通過(guò)燈泡的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：

故答案為：（1）見(jiàn)下圖：

0.75；變大；（2）斷路；（3）電流表量程選擇過(guò)大；選擇0～0.6A量程接入電路；（4）選擇0～0.6A量程接入電路．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了測(cè)定小燈泡的電阻的實(shí)驗(yàn)．涉及了電壓表的、滑動(dòng)變阻器的使用、歐姆定律的應(yīng)用及功率的計(jì)算、溫度對(duì)燈絲電阻的影響等知識(shí)，是實(shí)驗(yàn)的常考內(nèi)容，學(xué)生一定要掌握．