Question

3．同學(xué)們做完“測(cè)量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)后，老師提出了一個(gè)新問(wèn)題：“大家都已經(jīng)知道了決定導(dǎo)體電阻的三個(gè)因素，也知道溫度會(huì)影響導(dǎo)體電阻的大�。�可是具體到一個(gè)小燈泡，溫度對(duì)其燈絲電阻有什么影響呢？請(qǐng)大家利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究一下．”小華與同學(xué)們重新進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中小燈泡的額定電壓是2.5V．
（1）如圖甲所示，是小華連接的實(shí)物圖，請(qǐng)你用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)幫他們完成電路的連接．要求滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)增大．

（2）閉合開(kāi)關(guān)后，小華立即發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)出耀眼的光，檢查后發(fā)現(xiàn)電路連接正確，請(qǐng)你指出實(shí)驗(yàn)操作中的不當(dāng)之處閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的阻值沒(méi)有調(diào)到最大值．
（3）實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是8.3Ω．
（4）小華在實(shí)驗(yàn)中并沒(méi)有使用溫度計(jì)，燈絲溫度的高低可以通過(guò)燈泡的亮度來(lái)判斷．
（5）下表是小華同學(xué)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，
由此分析出溫度對(duì)燈絲電阻的影響．

I/A	0.2	O.22	0.24	0.27		0.32
U/A	0.5	1.0	1.5	2	2.5	3

小華又通過(guò)查找資料，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)金屬的電阻隨溫度變化的規(guī)律與燈絲電阻的變化規(guī)律相同．他用一段具有這種性質(zhì)的金屬絲代替小燈泡接入圖甲的電路中，并將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置固定不動(dòng)，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易的測(cè)溫裝置．若要滿(mǎn)足溫度升高時(shí)測(cè)溫裝置的示數(shù)變大，可以將圖甲中電壓表的表盤(pán)改裝成測(cè)溫裝置的刻度盤(pán)．
（6）接下來(lái)小華用一個(gè)發(fā)光二極管替換電路中的小燈泡，進(jìn)一步研究發(fā)光二極管的電阻與溫度的關(guān)系．閉合開(kāi)關(guān)后，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)此二極管都不發(fā)光，且電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)．經(jīng)檢查，整個(gè)電路連接及元件均完好，則出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是發(fā)光二極管正、負(fù)極接反了．

Answer 1

分析 （1）測(cè)量小燈泡的電功率時(shí)，電流表、燈泡、滑動(dòng)變阻器以及開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接，電壓表測(cè)量燈泡兩端電壓；滑動(dòng)變阻器滑片P向右端滑動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器的電阻變小，從而可確定變阻器的連接情況；
（2）連接實(shí)物電路時(shí)，為保護(hù)電路，注意兩點(diǎn)：一是開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)；二是滑動(dòng)變阻器的滑片要移到最大阻值處．
（3）根據(jù)圖乙讀出電流表的示數(shù)，由R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻值；
（4）燈絲的溫度越高，發(fā)出的光越強(qiáng)；
（5）串聯(lián)電路中，電阻變大，電阻兩端的電壓也會(huì)變大；
（6）電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路斷路，但二極管正負(fù)接線(xiàn)柱接反后，二極管相當(dāng)于斷路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表的正負(fù)接線(xiàn)柱與電源兩極相連．

解答 解：（1）電壓表與燈泡并聯(lián)，電源由兩節(jié)干電池組成，所以電壓表可選擇0～3V的量程；
滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，滑片向右滑動(dòng)，電流表的示數(shù)變大，則變阻器的阻值變小，下面應(yīng)接右邊的B接線(xiàn)柱，如圖所示：

（2）閉合開(kāi)關(guān)后，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，說(shuō)明電路中的電流太大了，這是由于滑動(dòng)變阻器的滑片沒(méi)有移到最大阻值處造成的．
（3）由電路知，電流表的量程為0～0.6A，由圖乙知，電流表的示數(shù)為0.3A，則燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
（4）燈泡的亮暗是由燈絲的溫度決定的，所以燈絲的溫度可由燈泡的亮暗判斷；
（5）溫度升高時(shí)測(cè)溫裝置的示數(shù)變大，圖中和電阻對(duì)應(yīng)變大的是電阻兩端的電壓，所以應(yīng)將圖甲中電壓表的表盤(pán)改裝成測(cè)溫裝置的刻度盤(pán)；
（6）電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表的正負(fù)接線(xiàn)柱與電源兩極相連，因此電路故障為二極管正負(fù)接線(xiàn)柱接反了．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的阻值沒(méi)有調(diào)到最大值；（3）8.3Ω；（4）燈泡的亮度；（5）電壓；（6）發(fā)光二極管正、負(fù)極接反了．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量小燈泡的功率的實(shí)驗(yàn)，考查的知識(shí)點(diǎn)比較多，主要考查學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，有一定的難度．