Question

17．某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測小燈泡的電阻：

（1）小燈泡正常發(fā)光時電壓為2.5V，滑片向右燈變暗，請你幫他用筆劃線代替導(dǎo)線連接實(shí)物電路，導(dǎo)線不允許交叉．
（2）該同學(xué)連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表的指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，電壓表有示數(shù)，接近電源電壓，你認(rèn)為該電路故障可能是燈泡斷路．
（3）該同學(xué)排除電路故障后，完成實(shí)驗(yàn)并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成圖象，如圖乙所示，當(dāng)小燈泡兩端的電壓為2.0V時，小燈泡的電阻為5Ω．
（4）該同學(xué)提出在測定值電阻的實(shí)驗(yàn)中，繪制的圖象是一條直線，而本實(shí)驗(yàn)得到的是曲線，你認(rèn)為原因可能是燈絲電阻會隨溫度升高而增大．
（5）手邊有兩節(jié)干電池、一只開關(guān)、電壓表、已知阻值的定值電阻R₀、導(dǎo)線若干，要求只接一次電路，測出未知電阻R_X的大�。�在虛方框內(nèi)畫出電路圖．

Answer 1

分析 （1）燈泡與滑動變阻器串聯(lián)；滑動變阻器的滑片向右移動時，燈泡變暗，說明滑動變阻器接入電路的阻值變大，據(jù)此判斷滑動變阻器的接法；電壓表和燈泡并聯(lián)，根據(jù)燈泡的額定電壓選擇量程；
（2）燈泡不亮，可能是燈泡斷路或短路，或燈泡之外電路斷路；電壓表有明顯偏轉(zhuǎn)，說明電壓表與電源兩端相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路，電壓表的并聯(lián)電路不存在短路；綜合分析可知電路故障原因是燈泡斷路；
（3）根據(jù)圖象讀出電壓為2.0V時的電流值；然后由公式R=$\frac{U}{I}$求出燈泡的電阻；
（4）該圖象不是直線，即電壓和電流的比值不是定值，說明小燈泡發(fā)光的過程中，影響電阻大小的因素是存在的．
（5）由已知電壓表且只接一次電路，把定值電阻與待測電阻串聯(lián)，電壓表測待測電阻兩端電壓，開關(guān)與定值電阻并聯(lián)．

解答 解：（1）滑動變阻器滑片解A接線柱時，向右移動滑動變阻器滑片，滑動變阻器接入電路的阻值變大，電路中的電流變小，燈泡變暗，把滑動變阻器串聯(lián)接入電路；電壓表和燈泡并聯(lián)，小燈泡正常發(fā)光時電壓為2.5V，所以電壓表選用0～3V量程即可，電路圖如圖所示；

（2）正確連接電路閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表的指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，但是電壓表有明顯示數(shù)，則故障原因可能是燈泡斷路；
（3）由圖乙知，電壓為2.0V時電流為0.4A，燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.0V}{0.4A}$=5Ω；
（4）小燈泡的電流隨電壓變化的圖象不是一條直線，說明小燈泡的電阻不是定值，并且燈絲的電阻隨電壓的增大而升高，即燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（5）把定值電阻與待測電阻串聯(lián)，電壓表測定值電阻兩端電壓，開關(guān)與待測電阻并聯(lián)，電路圖如圖所示：

故答案為：（1）如上圖甲；（2）燈泡斷路；（3）5；（4）燈絲電阻會隨溫度升高而增大；（5）如上圖．

點(diǎn)評 本實(shí)驗(yàn)考查了連接電路圖、電路故障分析、求燈泡電阻、設(shè)計電路等；連接電路圖時，要注意滑動變阻器的接法；同時還考查了學(xué)生對圖象的分析和處理能力．本實(shí)驗(yàn)需要注意燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．（5）是一道實(shí)驗(yàn)設(shè)計題，對中學(xué)生來說有一定的難度，解題時應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募八�給的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計實(shí)驗(yàn)電路．