Question

如圖1，是某小組同學(xué)在做“測(cè)定小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻”的實(shí)驗(yàn)電路圖，已知小燈泡的額定電壓為6V，正常工作時(shí)的電流約為0.3A，現(xiàn)有如下器材：電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)各一個(gè)，規(guī)格為“10Ω2A”“50Ω1.5A”的滑動(dòng)變阻器各一個(gè)、導(dǎo)線若干、電源（電壓為12V左右）一個(gè)．
（1）該實(shí)驗(yàn)原理是：

 

；
（2）連接電路前，開(kāi)關(guān)應(yīng)

 

；當(dāng)確認(rèn)電路連接正確，準(zhǔn)備合上開(kāi)關(guān)時(shí)，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P 移到阻值最

 

（選填“大”或“小”）．
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的作用是

 

和

 

．
（4）圖2已連接了部分電路，請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電路連接完整．要求：滑片向右移時(shí)燈泡變亮

（5）你認(rèn)為該小組應(yīng)選用規(guī)格為

 

的滑動(dòng)變阻器．
（6）該小組同學(xué)選用了合適的滑動(dòng)變阻器后閉合開(kāi)關(guān)，滑片P移到某一位置時(shí)記錄了第1組數(shù)據(jù)；滑片P繼續(xù)向右移動(dòng)，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如3圖所示，請(qǐng)幫他們將電流表的示數(shù)記入表格中空白處；當(dāng)滑片P移到最右端時(shí)，小燈泡閃亮一下后熄滅，然后他們記錄了第3組數(shù)據(jù)；從表中數(shù)據(jù)可知他們所用的電源電壓為

 

V，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為

 

Ω．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A
1	3	0.16
2	6
3	12	0

（7）分析表中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，這說(shuō)明

 

．這種現(xiàn)象在生活中也有體現(xiàn)，例如家里的白熾燈在剛開(kāi)燈的瞬間，燈絲

 

燒斷（選填“容易”或“不容易”）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)R=

U

I

測(cè)出小燈泡的電壓和電流值計(jì)算出燈泡的電阻．
（2）連接電路時(shí)為保證電路不出現(xiàn)短路，保護(hù)電路安全，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，電路電阻應(yīng)調(diào)到最大，滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處．
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，滑片處于最大阻值處，對(duì)電路起保護(hù)作用；移動(dòng)滑片，改變燈泡兩端的電壓，完成多次實(shí)驗(yàn)．
（4）滑動(dòng)變阻器在連接時(shí)要遵守“一上一下”的原則；根據(jù)滑片向右移時(shí)燈泡變亮，連接滑動(dòng)變阻器．
（5）電源電壓是12V，燈泡和滑動(dòng)變阻器是串聯(lián)，燈泡正常工作的電壓是6V，電流約是0.3A，燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電壓是6V，電流約是0.3A，根據(jù)歐姆定律得，滑動(dòng)變阻器的最小電阻是20Ω，允許通過(guò)的電流不小于0.3A．
（6）電流表的讀數(shù)：首先確定使用的量程，然后確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格代表的示數(shù)；當(dāng)滑片P移到最右端時(shí)，小燈泡燒壞，此時(shí)電壓表是測(cè)電源的電壓；根據(jù)歐姆定律求出小燈泡正常工作時(shí)的電阻．
（7）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出當(dāng)小燈泡兩端的電壓值逐漸變大時(shí)，通過(guò)小燈泡的電流值也隨之逐漸的變大，根據(jù)歐姆定律，可以看出小燈泡的電阻也隨之變化，說(shuō)明了小燈泡的電阻受溫度的影響．家里白熾燈開(kāi)燈瞬間，燈泡溫度低，電阻小，電熱多，容易燒斷燈絲．

解答：解：（1）測(cè)燈泡電阻的原理就是根據(jù)R=

U

I

測(cè)出小燈泡的電壓和電流值算出其大�。�
（2）連接電路時(shí)為保護(hù)電路安全，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)移動(dòng)最大阻值處．
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻越大，電路中電流最小，對(duì)電路起保護(hù)作用；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，改變燈泡兩端的電壓，完成多次實(shí)驗(yàn)．
（4）滑動(dòng)變阻器在連接時(shí)要遵守“一上一下”的原則；
當(dāng)滑片向右移時(shí)燈泡變亮，
說(shuō)明滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻減小，
所以從開(kāi)關(guān)出來(lái)的導(dǎo)線應(yīng)與滑動(dòng)變阻器右邊下方接線柱連接，
連接好的電路圖如圖所示．
（5）電源電壓是12V，燈泡和滑動(dòng)變阻器是串聯(lián)，
根據(jù)串聯(lián)電路電壓、電流特點(diǎn)可知：
燈泡正常工作的電壓是6V，電流約是0.3A；滑動(dòng)變阻器的電壓也是6V，電流約是0.3A；
根據(jù)R=

U

I

得：
滑動(dòng)變阻器的最小電阻是20Ω，允許通過(guò)的電流不小于0.3A．
所以滑動(dòng)變阻器選擇“50Ω 0.5A”．
（6）電流表使用的量程是0～0.6A，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，示數(shù)是0.30A，
記錄后的表格如右所示：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A
1	3	0.16
2	6	0.30
3	12	0

當(dāng)滑片P移到最右端時(shí)，小燈泡燒壞，
此時(shí)電壓表是測(cè)電源的電壓U=12V；
小燈泡正常工作時(shí)的電阻：
R_L=

U額

I

=

6V

0.30A

=20Ω．  
（7）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)小燈泡兩端的電壓值從3V、6V逐漸變大時(shí)，通過(guò)小燈泡的電流從0.16A，增加到
0.30A，說(shuō)明小燈泡燈絲中的電流隨著小燈泡兩端電壓的增大而增大，
根據(jù)R=

U

I

得出的值也隨之增大，說(shuō)明燈絲的電阻受溫度影響；
家用白熾燈開(kāi)燈瞬間，燈絲溫度低，電阻小，
根據(jù)W=

U2

R

t可知：
在電壓和通電時(shí)間一定時(shí)，電阻越小，產(chǎn)生的電熱越多，容易燒斷燈絲．
故答案為：（1）R=

U

I

；（2）斷開(kāi)；大；（3）保護(hù)電路；改變燈泡兩端的電壓；（4）如圖所示；（5）50Ω1.5A；（6）12；20；如表格所示；（7）溫度對(duì)電阻有影響；容易．

點(diǎn)評(píng)：解決本題關(guān)鍵：一是掌握探究測(cè)量小燈泡的額定功率的實(shí)驗(yàn)，二是會(huì)使用滑動(dòng)變阻器和會(huì)讀電流表的示數(shù)，三是能利用歐姆定律和電功率公式解決簡(jiǎn)單問(wèn)題．