Question

8．同學(xué)們做完“測量小燈泡的電功率”的實驗后，老師提出了一個新問題：“大家都已經(jīng)知道了決定導(dǎo)體電阻的三個因素，也知道溫度會影響導(dǎo)體電阻的大小．可是具體到一個小燈泡，溫度對其燈絲電阻有什么影響呢？請大家利用現(xiàn)有的實驗器材通過實驗來探究一下．”小華與同學(xué)們重新進(jìn)行了實驗，實驗中小燈泡的額定電壓是2.5V．
（1）如圖甲所示，是小華連接的實物圖，請你用筆畫線代替導(dǎo)線幫他們完成電路的連接．要求滑動變阻器的滑片P向右滑動時，電流表的示數(shù)增大．
（2）閉合開關(guān)后，小華立即發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)出耀眼的光，檢查后發(fā)現(xiàn)電路連接正確，請你指出實驗擻作中的不當(dāng)之處滑動變阻器的滑片沒有移到最大阻值處．
（3）實驗中，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻是8.3Ω．
（4）小華在實驗中并沒有使用溫度計，燈絲溫度的高低可以通過燈泡的亮度來判斷．
（5）如表是小華同學(xué)測得的實驗數(shù)據(jù)，由此分析出溫度對燈絲電阻的影響．

I/A	0.2	0.22	0.24	0.27		0.32
U/V	0.5	1.0	1.5	2	2.5	3

小華又通過查找資料，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)金屬的電阻隨溫度變化的規(guī)律與燈絲電阻的變化規(guī)律相同．他用一段具有這種性質(zhì)的金屬絲代替小燈泡接入圖甲的電路中，并將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置固定不動，設(shè)計了一個簡易的測溫裝置．若要滿足溫度升高時測溫裝置的示數(shù)變大，可以將圖甲中電壓表的表盤改裝成測溫裝置的刻度盤．
（6）接下來小華用一個發(fā)光二極管替換電路中的小燈泡，進(jìn)一步研究發(fā)光二極管的電阻與溫度的關(guān)系．閉合開關(guān)后t無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)此二極管都不發(fā)光，且電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)．經(jīng)檢查，整個電路連接及元件均完好，則出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是發(fā)光二極管正、負(fù)極接反了．

Answer 1

分析 （1）測量小燈泡的電功率時，電流表、燈泡、滑動變阻器以及開關(guān)串聯(lián)連接，電壓表測量燈泡兩端電壓；滑動變阻器滑片P向右端滑動時，電流表的示數(shù)變大，說明滑動變阻器的電阻變小，從而可確定變阻器的連接情況；
（2）連接實物電路時，為保護(hù)電路，注意兩點：一是開關(guān)要斷開；二是滑動變阻器的滑片要移到最大阻值處．
（3）根據(jù)圖乙讀出電流表的示數(shù)，由R=$\frac{U}{I}$計算出電阻值；
（4）燈絲的溫度越高，發(fā)出的光越強(qiáng)；
（5）串聯(lián)電路中，電阻變大，電阻兩端的電壓也會變大；
（6）電流表無示數(shù)，說明電路斷路，但二極管正負(fù)接線柱接反后，二極管相當(dāng)于斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連．

解答 解：（1）電壓表與燈泡并聯(lián)，電源由兩節(jié)干電池組成，所以電壓表可選擇0～3V的量程；
滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，滑片向右滑動，電流表的示數(shù)變大，則變阻器的阻值變小，下面應(yīng)接右邊的B接線柱，如圖所示：

（2）閉合開關(guān)后，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，說明電路中的電流太大了，這是由于滑動變阻器的滑片沒有移到最大阻值處造成的．
（3）由電路知，電流表的量程為0～0.6A，由圖乙知，電流表的示數(shù)為0.3A，則燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
（4）燈泡的亮暗是由燈絲的溫度決定的，所以燈絲的溫度可由燈泡的亮暗判斷；
（5）溫度升高時測溫裝置的示數(shù)變大，圖中和電阻對應(yīng)變大的是電阻兩端的電壓，所以應(yīng)將圖甲中電壓表的表盤改裝成測溫裝置的刻度盤；
（6）電流表無示數(shù)，說明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連，因此電路故障為二極管正負(fù)接線柱接反了．
故答案為：（1）見上圖；（2）滑動變阻器的滑片沒有移到最大阻值處；（3）8.3Ω；（4）燈泡的亮度；（5）電壓；（6）發(fā)光二極管正、負(fù)極接反了．

點評 本題考查測量小燈泡的功率的實驗，考查的知識點比較多，主要考查學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，有一定的難度．