Question

16．在“测量小灯泡的电阻”的实验中，小梦选用的小灯泡上标有“2.5V”的字样．

（1）如图A是小梦未连接完整的实物电路，请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整．
（2）小梦正确连好电路，闭合开关后，出现了不正常的现象：小灯泡不亮，电压表没有示数，电流表有示数，可能出现的故障是灯泡短路
（3）排除故障后，小梦调节滑动 电阻器的滑片时电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图B所示，则电流表的读数为0.2A，小灯泡正常发光时的电阻为12.5Ω
（4）根据所测数据小梦绘制了如图C所示的U-I图象，则乙（选填“甲”或“乙”）是小灯泡的U-I图象，原因是灯丝的电阻会随温度的升高而增大
（5）完成上述实验后，小梦看到滑动变阻器的铭牌模糊不清，于是想测量变阻器的最大阻值R_x，他从实验室找来一个阻值已知为R₀的定值电阻替换了灯泡，同时撤去了发生故障的电流表，并利用余下器材（电压未知的电源，量程合适的电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干）．在不改动电压表位置及其连线的情况下，很快测出了R_x的大小，请把你设计的电路图画出虚线框内．

Answer 1

分析 （1）电压表与灯泡并联，根据灯泡的额定电压判断量程；
（2）根据电流表和电压表判断故障；
（3）根据电流表的量程和分度值读出示数，利用欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻；
（4）根据灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大判断小灯泡的U-I图象；
（5）没有电流表，使已知定值电阻R₀与滑动变阻器串联，找电流相等，电路不能重组，要测出电源电压，把电压表与定值电阻R₀并联，可以把滑动变阻器滑到阻值为0，测电源电压，滑动变阻器滑到阻值最大，找电流相等，列出等式求解．

解答 解：（1）电压表与灯泡并联，因为灯泡的额定电压为2.5V，故选用0-3V的量程，电路连接如图所示：

（2）将正常的电流表、电压表接入电路，当闭合开关后，发现电流表有读数，说明电路为通路；电压表示数为零，而电压表测导线电压时，电压表示数为0；因此灯泡被短路．
（3）电流表使用0～0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.2A，小灯泡正常发光时的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
（4）因灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大，所以乙是小灯泡的U-I图象；
（5）无电流表，定值电阻R₀与滑动变阻器串联，电压表与定值电阻R₀并联如图所示：

故答案为：（1）如上面实物图；（2）灯泡短路；（3）0.2；12.5；（4）乙；灯丝的电阻会随温度的升高而增大；（5）见上图．

点评 没有电压表，利用定值电阻和电流表以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成并联电路，找电压相等列等式求出被测电阻；
没有电流表，利用电压表和定值电阻以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成串联电路，找电流相等列等式求出被测电阻．