Question

20．小明用圖所示電路，探究小燈泡電阻與溫度的關系（已知小燈泡的正常工作電壓為2.5V）．

（1）按電路圖，將圖2中的電壓表正確連入電路（用筆畫線代替導線）．
（2）連接電路時開關應斷開，閉合開關前，滑動變阻器滑片P應移到b（填“a”或“b”）端．
（3）當滑片P移到某一位置時，電壓表的讀數為1.2V，而電流表讀數如圖3所示，則此時小燈泡的阻值為6Ω．
（4）小明移動滑片又測量了多組數據，畫出小燈泡電流隨電壓變化的曲線如圖4所示，從圖中可以得出結論，小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大．（選填“增大”、“減小”、“不變”）
（5）在實驗快結束時，小燈泡突然熄滅，電流表的示數幾乎為零，而電壓表的示數接近電源電壓，請你幫小明分析，電路的故障可能是燈泡斷路．

Answer 1

分析 （1）電壓表與燈泡并聯(lián)，根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程；
（2）連接電路時，開關必須處于斷開狀態(tài)；為了保護電路，滑動變阻器的連入電路的阻值應處于最大值；
（3）根據電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數，然后根據歐姆定律的變形公式求出小燈泡正常工作時的阻值；
（4）燈絲的電阻隨溫度的改變而改變；
（5）電流表無示數，說明電路斷路；電壓表有示數，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連．

解答 解：（1）由于燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V，故將電壓表的3V接線柱與燈泡的右接線柱相連，如下圖所示：

（2）為了安全，連接電路前，開關必須斷開；滑動變阻器的連入電路的阻值應處于最大值，即滑片P應移到b端；
（3）電壓表的讀數為1.2V，根據圖3可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.2A；
燈泡電阻：$\frac{1.2V}{0.2A}$=6Ω；
（4）由圖4的電流隨電壓變化的曲線可知：雖然電流隨電壓的增大而變大，但由$\frac{U}{I}$的值，即燈泡的電阻增大，可以得出結論：小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；
（5）電流表無示數，說明電路斷路；電壓表有示數，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，因此電路故障為燈泡斷路．
故答案為：（1）如上圖；（2）斷開；b；（3）6；（4）增大；（5）燈泡斷路．

點評 本題是測量燈泡電阻的實驗，考查了電壓表的連接，電流表的讀數、電阻的計算、故障分析以及控制變量法的應用等內容，都是實驗中需重點掌握的內容．