Question

20．在“伏安法测电阻”实验中，小灯泡额定电压为3.8V（电阻约为10Ω），电源电压为6V．

（1）小敏连接了如图1所示的部分实物电路，请你用笔画线代替导线，将电路连接完整．
（2）若有规格分别为“5Ω  1A”、“20Ω  0.5A”和“50Ω  0.2A”的三个滑动变阻器供选择，为了使实验能顺利进行，应选用规格为20Ω 0.5A的滑动变阻器连入电路．
（3）闭合开关，他发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P，小灯泡都很暗，且两表示数不变，出现上述故障的原因可能是：滑动变阻器的两下接线柱接入电路．
（4）故障排除后，再次闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为3V时，此时电流表的示数为0.3A，则小灯泡此时的电阻是10Ω．
（5）小敏通过移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和和电流表的示数，并绘制成如图2所示的I-U图象，结果发现图象为曲线是，造成这一现象的原因可能是小灯泡灯丝电阻会随温度变化．

Answer 1

分析 （1）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电流表要串联接入电路，电压表要并联接入电路，滑动变阻器采取一上一下的连接方式；
（2）测量小灯泡的电功率实验中，要测出额定电压下时的额电功率，根据串分压的知识，电阻的阻值越大，所需变阻器的阻值越大，根据串联电路特点及欧姆定律通过计算，确定变阻器的规格．
（3）无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡发光很暗，两表示数不变，说明滑动变阻器不起作用且连入的阻值较大，电路故障为滑动变阻器的两下接线柱接入电路；
（4）根据图象中的电流值和电压值分析；
（5）由图象分析电阻变化的特点．

解答 解：（1）电流表、滑动变阻器要与小灯泡串联接入电路，滑动变阻器要采取“一上一下”的连接方式；

（2）实验中，要测出额电功率，要保持小灯泡两端的电压为额定电压（小灯泡的电阻约为10Ω），所需变阻器的阻值最大，
电路中的电流为I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，则R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V-3.8V}{0.38A}$≈5.9Ω，应该选择“20Ω  0.5A”的变阻器．
（3）无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡发光很暗，两表示数不变，说明滑动变阻器不起作用且连入的阻值较大，电路故障为滑动变阻器的两下接线柱接入电路；
（4）由图可知，当电流为0.3A时的电压值为3V，则小灯泡此时的电阻是R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω．
（5）由图可知，灯泡的电阻是变化的，当灯泡两端的电压变大时，功率随之变大，灯丝的温度升高，温度影响了灯泡的电阻的大小．
故答案为：（1）见上图；（2）20Ω  0.5A；（3）滑动变阻器的两下接线柱接入电路；（4）3；10；（5）小灯泡灯丝电阻会随温度变化．

点评 本题考查了电路故障分析、求灯泡的功率，是实验的常考内容，要掌握；分析电路故障时，考虑问题要全面，考虑到各种可能的故障原因，然后综合分析得出结论；由I-U图象找出电流与电压的对应关系是解题的关键．