Question

1．在做“測量小燈泡的電阻”的實驗時，小明選用了電壓為6V的電源，額定電壓為3.8V的小燈泡和其它合適的器材，并連接了部分實驗電路，如圖所示：
（1）為了完成實驗，請你幫他用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整（要求導(dǎo)線不能交叉，滑動變阻器的滑片向右移動時電流表示數(shù)變�。�
（2）電路連接好后，在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移到B（選填“A端”或“B端”）；
（3）當(dāng)閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片時，燈絲突然燒斷，此時電壓表的示數(shù)變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（4）換相同規(guī)格的燈泡，重新實驗并記錄數(shù)據(jù)如下表：

電壓/V	2.0	2.5	2.8	3.0	3.2	3.5
電流/A	0.40	0.48	0.53	0.56	0.58	0.61
電阻/Ω	5.0	5.2	5.3	5.4	5.5	5.7
平均電阻/Ω	5.4

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，小明確定平均電阻就是小燈泡的電阻，你認為這種做法合理嗎？不合理（選填“合理“或“不合理“），你的理由是燈絲的電阻受溫度影響，小燈泡的燈絲溫度不同，電阻也不相同．
（5）小明還想利用現(xiàn)有的實驗器材測量小燈泡的額定功率，但此時電壓表0-15V量程突然損壞，而0-3V量程完好．請你在不增減器材的情況下，幫他設(shè)計測量小燈泡額定功率的實驗．要求寫出必要的實驗步驟，用字母（或數(shù)值）記錄所測得的物理量并寫出小燈泡額定功率的表達式．
實驗步驟：將電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為2.2V，記下此時電流表的示數(shù)I
小燈泡額定功率的表達式：P_額=3.8V×I．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實物圖，可采用“電流流向法”，從電源的正極出發(fā)，按照電流的流向，先串主電路，再將電壓表并在待測電阻的兩端；滑動變阻器按“一上一下”的原則串聯(lián)在電路中，根據(jù)題中要求“變阻器滑片向右移動時，電流表的示數(shù)變小”即滑動變阻器的阻值變大，右下方接線柱必須接入電路．
（2）為保護用電器，連接電路過程中開關(guān)要斷開；閉合開關(guān)之前滑動變阻器滑片要位于最大阻值處；
（3）燈泡燈絲燒斷，即可將燈泡在原電路中去掉，在此基礎(chǔ)上進行分析，此時電壓表的示數(shù)等于電源電壓；
（4）影響電阻的因素有：導(dǎo)體的溫度、長度、橫截面積和材料等，而小燈泡兩端的電壓不同，小燈泡燈絲的溫度會不同，因此電阻也不同；
（5）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點知，在電源電壓不變時，用電壓表測量滑動變阻器的電壓也可使燈的電壓為額定電壓．

解答 解：（1）由圖可知，電壓表、電流表的量程已經(jīng)確定，滑動變阻器按“一上一下”的原則串聯(lián)在電路中，題中要求滑動變阻器的滑片向右移動時電流表示數(shù)變小，這說明滑片向右移動時，滑動變阻器的電阻變大，則左下方A接線柱必須接入電路，如下圖所示；

（2）閉合開關(guān)之前滑動變阻器滑片要位于最大阻值處，由上圖可知，滑動變阻器的滑片P應(yīng)移到B端．
（3）因為小燈泡的燈絲燒斷后，電壓表測量電源電壓，所以電壓表的示數(shù)變大．
（4）燈絲的電阻與溫度有關(guān)，小燈泡在不同電壓下工作時，小燈泡的燈絲溫度不同，電阻也不相同，所以不能求燈絲電阻的平均值，該做法不合理；
（5）電源電壓為6V，電壓表“0-15V”量程不能用，由串聯(lián)電路的電壓特點可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為3.8V時，滑動變阻器兩端的電壓為2.2V；所以，應(yīng)使用電壓表的0-3V的量程測滑動變阻器的電壓，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.2V時，燈的電壓就是3.8V，此時燈泡正常發(fā)光，記下此時電流表的示數(shù)I．電路圖如圖所示：

小燈泡的額定電壓U_額=3.8V，燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)為I，
則小燈泡額定功率的表達式：P_額=U_額I=3.8V×I．
故答案為：（1）見上圖；（2）B；（3）變大；（4）不合理；燈絲的電阻受溫度影響，小燈泡的燈絲溫度不同，電阻也不相同；（5）將電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為2.2V，記下此時電流表的示數(shù)I；P_額=3.8V×I．

點評 本題考查了伏安法測電阻實驗中滑動變阻器的連接、電路故障原因與現(xiàn)象的對應(yīng)關(guān)系、影響電阻的因素等知識點，包含的內(nèi)容較多，綜合性較強．