Question

15．在“用伏安法測小燈泡電阻”的實驗中，待測小燈泡額定電壓為2.5V．
（1）請用筆畫線代替導線，將圖甲所示實驗電路未連接部分連接好（連線不交叉）．閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于最右（選填“左”或“右”）端．
（2）故障排除后，小宇移動滑動變阻器的滑片，記錄多組小燈泡兩端不同的電壓及對應的通過小燈泡的電流值如表，其中第3次電流表的示數如圖乙所示，則讀數為0.2 A．根據這些數據請你幫小宇在圖丙的坐標紙上繪制出通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化關系的圖象．

實驗次數	1	2	3	4	5	6
電壓/V	0.5	1	1.5	2	2.5	3
電流/A	0.10	0.16		0.23	0.25	0.26

（3）分析圖象可知，小燈泡正常工作時的燈絲電阻為10Ω．從圖象還可以看出，小燈泡燈絲電阻隨電壓的增大逐漸變大（選填“變大”或“變小”），原因是多數金屬電阻隨溫度的升高而變大．（填“變大”或“變小”）
（4）該實驗的整套裝置還可以用于測小燈泡的電功率，在實驗中相互診斷出現的問題，對學習很有幫助．請你也參與進來，對下面的問題進行診斷．（指出錯誤，或說明錯誤的原因）
病癥一：測小燈泡電功率實驗數據的表格設計有不妥之處．
病癥二：連接電路后閉合開關，電壓表和電流表的示數出現如圖丁所示的非正常情況．
 

次數	U/V	I/A	P/W
1	2.00	0.16	0.32
2	2.50	0.25	0.63
3	3.00	0.27	0.81
小燈泡電功率的平均值ρ平均=0.59W

病癥一診斷	病癥二診斷

Answer 1

分析 （1）實驗中電壓表與燈泡并聯，電流表與燈泡串聯，根據燈泡規(guī)格選擇量程；閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于最大值處；
（2）電流表讀數：確定使用的量程和分度值．在坐標中描出電壓和電流的對應點，用光滑的曲線連接各點．
（3）找出燈泡額定電壓下的電流，根據R=$\frac{U}{I}$計算電阻．
從圖象分析電壓增大，電流增大，但是電壓比電流增大的倍數大，所以電壓增大，電阻增大；從電阻大小的影響因素分析電阻變化的原因；
（4）一、根據公式P=UI測量小燈泡電功率實驗的目的是燈泡在不同電壓下的實際功率，設計表格中求電功率的平均值是無意義的．
二、電壓表指針偏轉到最左端，可判斷電流流經電壓表的方向反了，由此可判斷出其正負接線柱連接反了；
電流表指針偏轉到最右端，可判斷是選擇的量程小，應換用較大的量程．

解答 解：
（1）伏安法測小燈泡電阻的實驗中，電壓表應與燈泡并聯，小燈泡額定電壓為2.5V，所以電壓表應使用0-3V量程；電流表與燈泡串聯，由表格數據電流表應使用0-0.6A量程．如圖所示：
；
為保護電路，由圖可知，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于最大值右端；
（2）電流表選擇0～0.6A量程，分度值0.02A，電流為0.2A；
在坐標中描出（0.5，0.10）、（1，0.16）、（1.5，0.2）、（2，0.23）、（2.5，0.25）、（3，0.26）各點，用光滑的曲線連接起來．如圖．
；
（3）燈絲在2.5V時的電流為0.25A，
所以，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
從圖象可以看出，電壓增大的倍數比電流增大的倍數大，$\frac{U}{I}$的比值增大，電阻增大；實驗時，燈絲的長度、橫截面積、材料不變，燈絲溫度升高，電阻變大；
（4）病癥一：表格設計中功率的平均值P是錯誤的．因為根據公式P=UI可知：不同電壓下小燈泡的實際電功率是不一樣的，所以表格中求小燈泡電功率的平均值P是沒有意義的．
病癥二：電壓表的指針偏向最左端是正負接線柱接反了；電流表的指針偏向最右端是選用的量程過小；
故答案為：
（1）見上圖；右；（2）0.2；見上圖；（3）10；變大；變大；（4）

病癥一診斷	病癥二診斷
電壓電流不同時，燈的實際功率也不同，因此，求電功率的平均值無實際意義．	電壓表的正負接線柱接反； 電流表所選的量程太�。�

點評 本題是伏安法測小燈泡電阻的實驗，考查了電路連接、電表讀數、畫圖象、計算電阻和實驗的評估等．都是常考的問題，要掌握好．