Question

7．在“用伏安法測小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，待測小燈泡額定電壓為2.5V．
（1）該實(shí)驗(yàn)原理是：R=$\frac{U}{I}$；請用筆畫線代替導(dǎo)線，將如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路未連接部分連接好多余（連線不得交叉）．閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于右（選填“左”或“右”）端．
（2）當(dāng)開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，通過分折，小明猜想了一些可能的原因，見表．請根據(jù)小明的猜想，在表中寫出對應(yīng)的電壓表或電流表的示數(shù)情況．（選填“有”或“無”）

猜想	電壓表示數(shù)情況	電流表示數(shù)情況
燈泡斷路		無
燈泡短路

（3）故障排除后，小明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(yīng)的通過小燈泡的電流值如表，其中第3次電流表的示數(shù)如圖2所示，讀數(shù)為0.2A．分析數(shù)據(jù)可知，小燈泡正常工作時(shí)的燈絲電阻為10Ω．還發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，這說明燈絲的電阻與溫度有關(guān)．這種現(xiàn)象在生活中也有體現(xiàn)，例如家里的白熾燈在剛開燈的瞬間，燈絲容易燒斷（選填“容易”或“不容易”）．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	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

（4）若在實(shí)驗(yàn)過程中，不慎將電壓表和電流表位置互換，閉合開關(guān)后出現(xiàn)的現(xiàn)象是C．
A．燈不亮，電壓表和電流表均有示數(shù)        B．燈不亮，電壓表和電流表均無示數(shù)
C．燈不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)    D．燈不亮，電壓表和電流表均被燒壞．

Answer 1

分析 （1）伏安法測電阻的原理：R=$\frac{U}{I}$；
根據(jù)（3）小題表格中電流的數(shù)據(jù)得出電流表的量程，使電流表、燈泡、開關(guān)串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；
閉合開關(guān)前，需將滑動變阻器的滑片放在阻值最大的位置；
（2）當(dāng)電路發(fā)生斷路故障時(shí)，根據(jù)電壓表的正負(fù)接線柱能否與電源兩極相連判斷電壓表是否有示數(shù)；
當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，電路中有電流，根據(jù)電壓表是否被短路判斷電壓表是否有示數(shù)；
（3）根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓時(shí)對應(yīng)的電流，然后根據(jù)歐姆定律的變形公式R=$\frac{U}{I}$即可求出燈泡正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻；
燈泡的電阻隨溫度的變化而變化；
（4）電壓表與電流表互換，即：電流表與燈泡并聯(lián)，電壓表串聯(lián)接入電路，由于電壓表內(nèi)阻很大，理想電壓表內(nèi)阻為無窮大，電壓表串聯(lián)在電路相當(dāng)于電路斷路，電路中沒有電流，燈泡不發(fā)光．

解答 解：（1）伏安法測電阻的原理：R=$\frac{U}{I}$；
根據(jù)（3）小題表格中電流值可知，最大電流為0.26A，因此電流表量程選擇0～0.6A；
使電流表、燈泡以及開關(guān)串聯(lián)連接，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，如下圖所示：

閉合開關(guān)前，需將滑動變阻器的滑片放在阻值最大的位置，即將滑片放在最右端；
（2）當(dāng)燈泡斷路時(shí)，電路中沒有電流，電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連，因此電壓表有示數(shù)，并且燈泡電源電壓；
當(dāng)燈泡短路時(shí)，電路中有電流，即電流表有示數(shù)；由于電壓表與燈泡并聯(lián)，因此電壓表也被短路，即電壓表無示數(shù)；
（3）根據(jù)實(shí)物圖和圖2可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.2A；
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓2.5V，通過燈泡的電流為0.25A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，燈泡正常發(fā)光時(shí)燈絲的阻值：R_L=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
因?yàn)闊艚z的電阻的溫度隨電壓的升高而增大，因此燈絲的電阻是變化的；而白熾燈在剛開燈的瞬間，燈絲溫度較低，燈絲電阻較小，燈泡實(shí)際功率較大，遠(yuǎn)大于燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，因此白熾燈在剛開燈的瞬間容易燒掉．
（4）電壓表和電流表位置互換，電壓表串聯(lián)接入電路，電路斷路，電路中沒有電流流過，即電流表示數(shù)為零，并且燈泡不發(fā)光；由于電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連，因此電壓表有示數(shù)，故C正確．
故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；右；
（2）

猜想	電壓表示數(shù)情況	電流表示數(shù)情況
燈泡斷路	有	無
燈泡短路	無	有

（3）0.2A；10； 燈絲的電阻與溫度有關(guān)；容易；（4）C．

點(diǎn)評 此題是“用伏安法測小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)，考查了學(xué)生對電流表、電壓表的連接及滑動變阻器的應(yīng)用，同時(shí)考查了電流表的讀數(shù)、電壓表和電流表的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及電阻的計(jì)算．此題中有關(guān)（2）題分析了電路故障的兩種情況，有助于對電路故障的分析．