Question

如图所示，小红同学用“伏安法”研究小灯泡（标有“3.8V”字样，电阻约为10Ω）发光时的电阻变化规律．（要求滑片P向左灯变亮）

（1）连接电路时开关需要______．
（2）将下图的实物图连接完整（用笔画线代替导线）
（3）实验电路接好后，合上开关时，部分同学发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：

故 障 现 象	检　　测	故 障 原 因
①灯泡较暗	移动滑动变阻器滑片，亮度不变
②灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数	取下灯泡，两表的示数不变

（4）实验中，小红同学已经得到了下表的实验数据：

实验次数	1	2	3	4	5	6	7
电　压/V	1	1.5	2	2.5		3.8
电　流/A	0.16	0.23	0.28	0.31
电　阻/Ω
灯泡亮度	非常暗	很暗	暗	稍亮

①第5次实验时，电流表电压表示数如上右图所示，此时灯泡的阻值______Ω．
②从已有数据推测，当电压为3.8V时，灯泡的亮度将______（更亮/更暗）．
③预期小红将得出灯泡发光时灯丝电阻的变化规律是______．

Answer 1

解：（1）连接电路时开关需要断开．
（2）灯泡额定电压是3.8V，电压表量程应选15V量程，灯正常发光时电流I==0.38A，电路表量程选0.6A量程；电流表、灯泡、滑动变阻器串联在电路中，电压表并联在灯泡两端；电路图如图所示．
（3）①灯泡较暗，电路电流太小，电路电阻太大；移动滑动变阻器滑片，亮度不变，则滑动变阻器接下面两接线柱．
②灯泡不亮，灯泡断路、短路或灯泡之外电路断路；电流表无示数，电路断路；电压表示数较大，电压表与电源两端连接，电压表并联部分之外无断路，综合分析知，电路故障原因是：灯泡断路．
（4）①电压表量程是15V，最小分度值是0.5V，由图知，电压表示数为U=3.0V；电流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.3A，灯泡的电阻R===10Ω．
②由表可知：随灯泡电压增大，灯的亮度增加，所以当灯泡电压为3.8V时，灯泡将更亮．
③根据表中数据，由R=知，灯泡灯丝电阻R随灯泡电压U增大而增大，小红将得出灯泡发光时灯丝电阻的变化规律是：灯丝电阻随灯泡电压增大而增大．
分析：（1）连接实物电路图时，开关应断开．
（2）电流表、灯泡、滑动变阻器串联在电路中，电压表并联在灯泡两端；根据灯泡额定电压选择电压不量程，计算求出灯泡正常发光时的电流，确定电流表的量程．
（3）①灯泡较暗，电路电流太小，电路电阻太大，移动滑动变阻器滑片，亮度不变，滑动变阻器接下面两接线柱．
②灯泡不亮，灯泡断路、短路或灯泡之外电路断路；电流表无示数，电路断路；电压表示数较大，电压表与电源两端连接，电压表并联部分外无断路，综合分析可知电路故障原因．
（4）①确定电压表、电流表量程、最小分度值，读出电压、电流值，由欧姆定律求出灯丝电阻值．
②分析表中电压值与灯泡亮度间的关系，找出规律然后答题．
③分析表中数据，找出灯泡电阻与电压关系，从而得出结论．
点评：本题考查了：连接实物图的注意事项、连接实物图、电压表与电流表读数、电路故障分析、欧姆定律的应用、灯泡电阻随电压变化关系等知识点，考擦的比较全面，是一道中档题．
连接实物图选择电压表、电流表量程时要注意，根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，根据电路最大电流选择电流表量程．