Question

5．小娟利用圖1所示的器材測量小燈泡的電阻，已知小燈泡正常工作時的電壓為2.5V．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線將電壓表正確接入電路．
（2）“用伏安法測電阻”的實驗原理是R=$\frac{U}{I}$．
（3）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到左（選填“左”或“右”）端，電路連接正確后閉合開關(guān)，小娟發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮、電壓表無示數(shù)、電流表有示數(shù)，移動變阻器的滑片時，電流表的示數(shù)會變化，則故障原因可能是小燈泡短路（選填“斷路”或“短路”）．
（4）故障排除后，小娟根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪制了小燈泡的電流隨電壓變化的圖象（如圖2所示）．由圖象可知，小燈泡正常工作時的電阻是8.3Ω，當(dāng)小燈泡兩端的電壓為1V時，小燈泡的電阻是5Ω，進(jìn)一步分析圖象可以發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻不斷變化，這是因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大（選填“增大”或“減小”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)正常工作時的電壓確定電壓表的量程，將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
（2）“用伏安法測電阻”的實驗原理是R=$\frac{U}{I}$；
（3）閉合開關(guān)前，為保護(hù)電路的安全，應(yīng)將滑片調(diào)到滑動變阻器的最大阻值處；電流表有示數(shù)，說明電路是通路，但小燈泡不亮、電壓表無示數(shù)，可能是小燈泡短路引起的；
（4）由圖象找出不同電壓下的電流值，根據(jù)歐姆定律求出燈泡電阻，比較阻值即可得出燈泡電阻隨溫度的升高而增大，燈泡電阻不是定值．

解答 解：
（1）小燈泡正常工作時的電壓為2.5V，則電壓表的量程為0～3V，將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，如圖所示；

（2）“用伏安法測電阻”的實驗原理是R=$\frac{U}{I}$；
（3）閉合開關(guān)前，為保護(hù)電路的安全，應(yīng)將滑片調(diào)到滑動變阻器的最大阻值處，由圖可知，應(yīng)將滑片調(diào)到最左端；
電流表有示數(shù)，說明電路是通路，但小燈泡不亮、電壓表無示數(shù)，則應(yīng)該是與電壓表并聯(lián)的小燈泡短路引起的；
（4）由圖2可知，小燈泡正常工作時（燈泡兩端的電壓為2.5V），對應(yīng)的電流為I=0.3A；
則小燈泡正常工作時的電阻：R_L=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω，
當(dāng)小燈泡兩端的電壓為1V時，對應(yīng)的電流為I′=0.2A；
此時小燈泡的電阻：R_L′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{1V}{0.2A}$=5Ω，
根據(jù)兩組電壓和電流計算出的燈絲電阻，相差較大，這是因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，燈絲的電阻不是一個定值．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）R=$\frac{U}{I}$；（3）左；短路；（3）8.3；5；增大．

點評 本題考查了實物電路的連接、實驗的注意事項、滑動變阻器的調(diào)節(jié)、故障的分析、圖象的分析等問題，是伏安法測電阻實驗的�？純�(nèi)容．