Question

圖1所示是測量小燈泡電阻的實(shí)物連接圖，其中電源是三節(jié)新的干電池，燈泡額定電壓3.8V，燈絲正常發(fā)光時電阻約10Ω，變阻器上標(biāo)有“10Ω 1A”的字樣，電流表（0-0.6A、0-3A）、電壓表（0-3V、0-15V）．

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將電路中未連接的部分連接好，使它成為完整的實(shí)驗(yàn)電路．要求電表選擇合適的量程，滑動變阻器的滑片向右移動時，電路的電流減小．
（2）韋韋同學(xué)合理地連好電路，并按正確的順序操作，但閉合開關(guān)試觸發(fā)現(xiàn)燈不亮，聰明的韋韋猜想：
A．可能是燈絲斷了
B．可能是滑動變阻器開路
C．可能是小燈泡短路
D．可能是電流表開路
現(xiàn)請你借助圖中的電流表和電壓表驗(yàn)證韋韋同學(xué)的猜想，并將電壓表可能的示數(shù)填入下表空格處：

猜想	電流表示數(shù)/A	電壓表示數(shù)/V
如果A成立	0
如果C成立	0.45

（3）①假如電壓表“0-15V”量程已損壞，韋韋同學(xué)仍想測出小燈泡的額定功率，現(xiàn)請你幫她設(shè)計可行的電路圖（畫在方框內(nèi)）．
②按新設(shè)計的電路圖調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)達(dá)到

 

V，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖2所示，請?zhí)顚懙较卤碇锌崭駜?nèi)，則小燈泡的電阻為

 

Ω．

（4）佳佳同學(xué)看了韋韋同學(xué)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，交流了自己的想法，她認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)改變接入電路的滑動變阻器的阻值，使得燈泡兩端的電壓先后等于3.8V、3.5V、3V、2.5V，并得到相應(yīng)的四組電流數(shù)據(jù)，如下表，請在圖3中畫出電流與電壓的圖象，通過圖象分析燈泡的電阻值，找出電阻有什么規(guī)律，并分析可能的原因．

次數(shù)	1	2	3	4
U/V	3.8	3.5	3.0	2.5
I/A		0.38	0.35	0.31

Answer 1

分析：（1）題目中告訴我們本實(shí)驗(yàn)燈泡額定電壓為3.8V，則可以選擇電壓表的量程；滑動變阻器要求向右移動時電流減小，故向右移時接入電阻應(yīng)變大，則可知滑動變阻器的接法；
（2）如果燈絲斷則電路中沒有電流，但電壓表相當(dāng)于接在電源兩端，故可知電壓；如果小燈泡短路，則電路中有電流，但電壓表與導(dǎo)線并聯(lián)，示數(shù)為0；
（3）①0～15V量程壞，則電壓表無法直接測量電燈的電壓，總電壓為4.5V，燈泡正常發(fā)光時電壓為3.8V，則可將電壓表接到滑動變阻器上，用0～3V的量程即可測量；
②小燈泡正常發(fā)光，則滑動變阻器電壓為4.5V-3.8V=0.7V，由歐姆定律可求電阻；
（4）由描點(diǎn)法畫出圖象，由圖象進(jìn)行分析得出電阻的變化．

解答：解：（1）由題意可知，電路中額定電流約為0.38A，故電流表量程可選擇0～0.6A；滑動變阻器，向右滑時電流減小，即接入電阻應(yīng)變大；
（2）如果A成立，則電路中沒有電流，而電壓表接在電源兩端，故電壓表示數(shù)為4.5V；
如果C成立，則電壓表相當(dāng)于并聯(lián)在導(dǎo)線上，故電壓表示數(shù)為0；
（3）①電壓表0～15V量程壞，則無法直接測出山燈泡兩端的電壓，因總電壓為4.5V，燈泡上額定電壓為3.8V，故滑動變阻器上電壓一定小于3V，故可用電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端，先測出滑動變阻器的電壓，由計算得出燈泡電壓；
②小燈泡正常發(fā)光電壓為3.8V，總電阻為4.5V，則只屬滑動變阻器上電壓為0.7V，即可滿足條件；由圖可讀出電流為0.4A，則由歐姆定律得：R=

U

I

=

3.8V

0.4A

=9.5Ω．
（4）將表格中各點(diǎn)在坐標(biāo)圖中描出，用平滑的曲線連上即可得電流與電壓的圖象，則可得電阻的變化；由圖象得：燈泡電阻隨其兩端的電壓增大而增大，即電阻受溫度的影響．
故答案為：（1）實(shí)物如圖：

（2）電壓表示數(shù)如下表：

猜想	電流表示數(shù)/A	電壓表示數(shù)/V
如果A成立	0	4.5V
如果C成立	0.45	0

（3）①原理圖如下：②0.7，9.5

（4）圖象如圖，由圖可知，電阻隨電壓的增大而增大，原因?yàn)殡妷捍髣t發(fā)熱量多，物體的溫度升高，則電阻大．

點(diǎn)評：電學(xué)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)的原理、滑動變阻器的接法、實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)及數(shù)據(jù)的處理等一直為考查的重點(diǎn)，應(yīng)多作練習(xí)．