Question

17．閱讀短文，回答問題：
小彩燈
小丁同學(xué)在欣賞圣誕樹上的小彩燈時(shí)發(fā)現(xiàn)，各個(gè)小彩燈之間的連接方式是串聯(lián)的，當(dāng)一只彩燈的燈絲熔斷時(shí)，其他彩燈仍能夠發(fā)光，如圖甲所示，這是為什么呢？他仔細(xì)觀察了燈泡的結(jié)構(gòu)，如圖乙所示，同時(shí)查閱資料得知細(xì)金屬絲的表面上涂有絕緣物質(zhì)，但是這種物質(zhì)在一定電壓條件下可以被擊穿；他取了一只完好的小彩燈，按照圖丙示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電源電壓為7.5V，數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄在下面表格中．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6
電壓（V）	0.3	1	2	4	6	7.5
電流（A）	0.06	0.10	0.12	0.18		0
彩燈亮度	不發(fā)光	弱光	較亮	亮	很亮	燈絲燒斷

請根據(jù)以上信息，完成下面的問題：
（1）第5次實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)如圖丁所示，則此時(shí)燈絲電阻為30?
（2）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中我們可以發(fā)現(xiàn)，通過彩燈的電流與電壓并不成正比，其原因是燈絲的電阻隨溫度的變化而變化
（3）能證明燈絲支架與細(xì)金屬絲之間存在絕緣物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是上述表格中哪一組數(shù)據(jù)，答：第6 組
（4）如圖甲所示，正在使用中的彩燈串中的一只燈絲突然斷了，請問在燈絲斷開的瞬間，此彩燈兩端的電壓為220V．
（5）請依據(jù)彩燈結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推測彩燈串中一只彩燈的燈絲熔斷而其他彩燈卻仍然能夠發(fā)光的原因是燈絲斷開瞬間，電壓很高，將絕緣層擊穿，使該燈泡被短路．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出示數(shù)，利用歐姆定律求出燈絲的電阻；
（2）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，燈泡越亮，溫度越高，電阻越大；
（3）燈絲支架和細(xì)金屬絲之間絕緣，電路是斷路，電壓表串聯(lián)在電路中，其他的元件相當(dāng)于導(dǎo)線，電壓表的示數(shù)等于電源電壓；
（4）由圖甲可知，正在使用中的彩燈串中的一只燈絲突然斷了，其兩端的電壓和電源的電壓相等；
（5）各小彩燈的連接方式為串聯(lián)，當(dāng)其中一只燈絲熔斷，其他彩燈卻仍能發(fā)光，可能是燈絲支架和細(xì)金屬絲之間絕緣部分被擊穿．

解答 解：（1）由電路圖可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)I₅=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此時(shí)燈絲的電阻：
R₅=$\frac{{U}_{5}}{{I}_{5}}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可得，5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對應(yīng)的電阻依次為5Ω、10Ω、16.7Ω、22.2Ω、30Ω，
由此可知，燈泡越來越亮，燈絲的溫度越來越高，電阻越來越大，所以電流跟電壓不成正比；
（3）電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端，電壓表的示數(shù)等于電源電壓，說明電壓表并聯(lián)的部分是斷路，能證實(shí)燈絲支架與細(xì)金屬絲之間有絕緣物質(zhì)；
（4）由圖甲可知，正在使用中的彩燈串中的一只燈絲突然斷了，其兩端的電壓和電源的電壓相等，即為220V；
（5）各小彩燈的連接方式為串聯(lián)，當(dāng)其中一只燈絲熔斷，其他彩燈卻仍能發(fā)光，可能是燈絲支架和細(xì)金屬絲之間絕緣部分被擊穿，電路形成通路．
故答案為：
（1）30；
（2）燈絲的電阻隨溫度的變化而變化；
（3）6；
（4）220；
（5）燈絲斷開瞬間，電壓很高，將絕緣層擊穿，使該燈泡被短路．

點(diǎn)評 本題考查了歐姆定律的應(yīng)用和電阻與溫度的關(guān)系以及電路現(xiàn)象的判斷等，會從題干中獲取有用的信息是關(guān)鍵．