Question

11．小强做“测定小灯泡的电阻”实验（小灯泡标有“2.5V”字样），在实验过程中得到了如表所示的一组电压和电流的数据：

实验序号	1	2	3	4	5	6
灯泡两端的电压U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
通过灯泡的电流I/A	0.18	0.22	0.26	0.3		0.33
灯泡发光情况	微亮----逐渐变亮

（1）在连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应调至阻值最大（填“最大”或“最小”）端．
（2）图1连接了部分电路，若要求滑片P向右移动时变阻器阻值变小，则导线e的接头应与滑动变阻器的B（填“A”或“B”）端相连接．
（3）正确连好电路后，闭合开关S，发现灯L不发光，故障的原因不可能是电压表处（选填“电流表处”或“电压表处”）导线接触不良．
（4）分析比较表格中的数据可以看出，在灯丝中的电流逐渐增大过程中，灯丝的电阻增大（填“增大”或减小“”），说明电阻的大小与温度有关．而一般情况下电阻与电流和电压无关（填“有”或“无”）
（5）小华根据小强连接的电路进行了小灯泡的发光亮度与实际电功率关系的研究，他将滑动变阻器的滑片移到某点时，电压表的示数为2.2V，为测定小灯泡的额定功率应将滑片向右端移动（选填“左”或“右”）．
（6）当电压表的示数等于额定电压时，电流表的示数如图2所示，则小灯泡的额定功率是0.8W，此时小灯泡的电阻为7.8Ω（保留一位小数）．小华注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮，结合表中数据得出 的实验结论是：小灯泡的亮度取决于实际功率大小．
（7）接下来小华用一个发光二极管替换电路中的小灯泡，进一步研究发光二极管的亮度与实际电功率的关系，闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，发现此二极管都不发光，且电流表无示数，电压表有示数，经检查整个电路连接及元件均完好，则出现此现象的原因是二极管的正负接线柱接反了．

Answer 1

分析 （1）为保护电路，在连接电路过程中，开关应断开；闭合开关前，滑片应移至最大阻值处；
（2）滑片P向右移动时变阻器阻值变小，所以滑动变阻器的下方接线柱应该接在B接线柱上；
（3）掌握断路和短路的特点，根据各项分析现象，找出故障的原因；
（4）根据表中数据，由欧姆定律可知，随电压的增大，灯泡电阻逐渐增大，进一步分析实验数据，从温度对电阻影响的角度得出结论；一般情况下，电阻是导体的一种特性，和导体中的电流、电压无关；
（5）测量小灯泡的额定功率时，必须使小灯泡两端的电压为额定电压2.5V，故据串联电路中电压之比等于电阻之比分析即可判断滑片的移动方向；
（6）看清实物图中电流表选择的量程和分度值，根据指针的位置读出电流表的示数．而后据公式P=UI和R=$\frac{U}{I}$计算即可；
比较灯泡亮度增大时，可以判断灯泡的实际功率，因为灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定的；
（7）电流表无示数，说明电路断路，二极管正负接线柱接反后，二极管相当于断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连．

解答 解：（1）在连接电路时开关应处于断开状态，这是为了防止电路中有短路的地方而导致损坏用电器；
通常在使用前应将电阻值调至最大阻值处；
（2）滑片P向右移动时变阻器阻值变小，所以滑动变阻器的下方接线柱应该接在B接线柱上；
（3）闭合开关S，发现灯L不发光，说明整个串联电路中有断路的地方，和电压表所在的并联支路无关；
（4）由表中数据可知，随灯泡两端电压增大，灯泡的电阻增大；
由表中数据可知，灯泡电压U增大时，流过灯泡的电流增大，灯泡的实际功率P=UI增大，灯泡产生的热量增多，灯泡温度升高，此时灯泡电阻变大，这说明灯丝电阻随温度的升高而变大；
一般情况下，电阻是导体的一种特性，和导体中的电流、电压无关；
（5）据串联电路中电阻之比等于电压之比，即想使得小灯泡的电压增大到2.5V，即需要使得滑动变阻器的电压变小，据串联电路中电阻之比等于电压之比，所以应该使得滑动变阻器的有效阻值变小，故需将滑片向右移动；
（6）该图中电流表的量程是0～0.6A，故 分度值是0.02A，即电压表示数等于额定电压2.5V时，电流表的示数为0.3A+0.02A×4=0.32A，小灯泡的额定功率是P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
小灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.32A}$≈7.8Ω；
由表中实验数据可知，灯泡实际功率越大，灯泡越亮，由此可知，灯泡亮度由灯泡实际功率决定；
（7）电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为二极管正负接线柱接反了．
故答案为：（1）断开；最大；（2）B；（3）电压表处；（4）增大；温度；无；（5）右；（6）0.8；7.8Ω；小灯泡的亮度取决于实际功率大小；（7）二极管的正负接线柱接反了．

点评 本题容量很大，涉及到知识点较多，有电路图连接实物图、电流表的读数、滑动变阻器接线柱的选择、电路故障的判断、灯丝电阻与温度的关系等，综合性较强；要注意“研究导体中的电流与电压的关系”时需控制电阻的阻值不变．