Question

5．在測定小燈泡的電阻和額定功率的實驗中，有器材：電阻約為10Ω的小燈泡一只，量程3V的電壓表一個，開關(guān)一個，滑動變阻器一個，電源電壓3V，導線若干．另可供選擇的電流表有：
A．量程為100mA的電流表；
B．量程為0.6A的電流表；
C．量程為3A的電流表．
（1）為保證測量比較準確，電流表應選B．
（2）實驗的電路圖如圖1所示，圖1中甲是電流表．連接電路時，開關(guān)應斷開．
（3）根據(jù)電路圖連接好實物后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，而電壓表示數(shù)接近3V，取下燈泡，兩表的示數(shù)仍不變，出現(xiàn)故障的原因可能是燈泡斷路．
（4）故障排除后，開始進行實驗，根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，畫出了電流、電壓的關(guān)系圖象（如圖2），由此可判斷小燈泡燈絲的電阻隨電壓的增大而增大，原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）由電源電壓和電阻求電流，確定電流表的量程．
（2）根據(jù)電流表和電壓表與燈泡的連接方式，判斷甲是什么表．
連接電路時，開關(guān)應處于斷開狀態(tài)．
（3）燈泡接入電路和不接入電路，電路中燈泡、電壓表、電流表都不發(fā)生變化，可以判斷故障原因．
（4）根據(jù)R=$\frac{U}{I}$分別求出1V、2V、3V時燈絲電阻，判斷燈泡電壓增大時電阻的變化，從電阻大小的影響因素分析電阻變化的原因．

解答 解：（1）電路電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A．
量程為100mA的電流表太小，量程為3A的電流表太大，測量不夠準確，選擇量程為0.6A的電流表．
（2）電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)，所以乙、丙是燈泡和電壓表，甲是電流表．
連接電路時，開關(guān)應處于斷開狀態(tài)，防止連接完最后一根導線，電路接通，損壞元件．
（3）閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電路斷路，取下燈泡，電壓表和電流表示數(shù)不變，燈泡處斷路，電壓表串聯(lián)在電路中，測電源電壓．
（4）由圖象知，燈泡在1V、2V、3V時的電流分別為：0.17A、0.25 A、0.3 A．
根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求得燈泡在1V、2V、3V時的電阻分別為：5.9Ω、8Ω、10Ω．
可見，燈泡電壓增大，燈泡電阻增大．
實驗過程中，燈絲長度、材料、橫截面積不變，燈絲電壓增大，電流增大，溫度升高電阻增大．
故答案為：（1）B；（2）電流；斷開；（3）燈泡斷路；（4）增大；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

點評 （1）電流表量程的選擇：電流表的最大刻度值稍大于電路最大電流，這樣既能保護電流表，又能達到準確測量．
（2）燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路，燈泡斷路時，電路斷路，電路中沒有電流，電流表無示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測量電源電壓；
燈泡短路時，電路總電阻減小，電路電流增大，電流表示數(shù)增大，電壓表測量導線電壓，示數(shù)為0．
燈泡以外的地方斷路，整個電路都處于斷開狀態(tài)，燈泡不亮，電壓表和電流表都沒有示數(shù)．
（3）從圖表中總結(jié)實驗結(jié)論時，可以直接得出，也可以通過計算得出的．