Question

如图所示，是小明的实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路，所用小灯泡标有“2.5V”字样．
（1）请指出电路连接中的两个不当之处：
①

 

；②

 

．
（2）他们改正电路连接中的不当之处后，闭合开关，移动变阻器滑片时，发现两电表的示数和灯泡的亮度都同时变化，但两电表的示数总是比较小，灯泡的亮度也较弱．出现这种现象的原因是：

 

．
（3）电路正常后，他们分别测出了小灯泡的几组电压和电流值．记录如下：

电压（v）	2.0	2.5	2.8
电流（A）	0.20	0.24	0.26

通过分析实验数据可知，小灯泡的电阻是

 

（填写“不变”或“变化”）的，其原因是：

 

．
（4）若另一小灯泡的规格为“6V，0.3A”，现有实验器材为：电压表（量程0-3V，0-15V）一块，电流表（量程0-0.6A，0-3A）一块，规格为“10Ω2A”和“50Ω1A的”滑动变阻器各一只，电源（电压恒为12V）一个，开关一只，导线若干．实验时，你应选用

 

规格的滑动变阻器，若选用另一只滑动变阻器，在实验过程中将会遇到的问题是

 

．

Answer 1

分析：（1）伏安法测灯泡电阻时，电压表应与灯泡并联，应根据灯泡额定电压确定电压表量程，据此分析电路图，找出电路存在的问题．
（2）灯泡亮度较弱，说明灯泡实际功率较小，通过灯泡的电流太小，根据电路现象，分析原因．
（3）根据表中实验数据，由欧姆定律分析灯泡电阻是否变化，然后从温度对电阻的影响分析原因．
（4）根据串联电路特点求出灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压，然后由欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值，然后根据该阻值选择滑动变阻器的规格．

解答：解：（1）实验时，电压表应与灯泡并联，由电路图可知，电压表并联在滑动变阻器两端，电压表连接错误；
灯泡额定电压是2.5V，电压表应选0～3V量程，由电路图可知，电压表选0～15V量程，电压表量程太大．
（2）移动变阻器滑片时，发现两电表的示数和灯泡的亮度都同时变化，说明电路不存在断路，也不存在短路，滑动变阻器连接正确；
两电表的示数总是比较小，灯泡的亮度也较弱，说明电路电流太小，电路总电压太小，可能是电源电压太低造成的．
（3）∵I=

U

I

，∴灯泡电阻

U1

I1

=

2.0V

0.20A

=10Ω；R₂=

U2

I2

=

2.5V

0.24A

≈10.4Ω；R₃=

U3

I3

=

2.8V

0.26A

≈10.8Ω，
由此可见，随灯泡电压和电流增大，灯泡电阻变大，小灯泡的电阻是变化的；随灯泡电压和电流增大，
由电功率公式P=UI可知，灯泡实际功率变大，灯泡温度升高，灯丝电阻变大，由此可见，灯泡电阻随温度升高而变大．
（4）由灯泡铭牌“6V，0.3A”可知，灯泡额定电压是6V，额定电流是0.3A，灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_L=12V-6V=6V，
此时滑动变阻器接入电路的阻值R_滑=

U滑

I

=

6V

0.3A

=20Ω＞10Ω，因此应该选规格为“50Ω1A”滑动变阻器，如果选规格为“10Ω 2A”滑动变阻器，
则灯泡两端电压始终大于灯泡额定电压，可能烧坏灯泡．
故答案为：（1）①电压表没有并联在小灯泡的两端；②选择的电压表量程过大．（2）电源电压过低．
（3）变化；灯丝电阻随温度升高而增大．（4）50Ω 1A；灯两端的电压始终大于额定电压，灯可能被烧坏．

点评：本题考查了电路连接分析、电路故障分析、判断灯丝电阻是否变化及其原因、滑动变阻器的选择等问题；应掌握电路连接的注意事项，应掌握实验器材的选择方法，这是实验的常考问题；会根据电路现象分析原因．