Question

18．在“測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻”的實驗中，小剛同學用一個電壓表、一個電流表、一個開關、一個滑動變阻器、電壓為6V的電源和額定電壓為3.8V的小燈泡，設計了如圖甲所示的電路．

（1）實驗中需要依據(jù)圖甲所示的電路圖，將圖乙所示器材進行連線，請用筆畫線代替導線，請在答題紙上將圖乙所示電路連接完整．
（2）連好電路閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有有示數(shù)，則故障可能是燈泡短路．
（3）正確連接好電路后，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為2.5V時小燈泡正常發(fā)光，電流表指針如圖丙所示，此時，小燈泡的電阻約是12.67Ω．實驗中滑動變阻器的作用是改變燈泡兩端的電壓和保護電路．
（4）小剛想在上述實驗的基礎上，進一步研究“一段電路中的電流跟電路兩端電壓的關系”，獲得多組燈泡兩端電壓和電流的數(shù)據(jù)之后，發(fā)現(xiàn)電流與電壓不成正比，請指出他的實驗方法的不合理之處無法控制小燈泡電阻不變．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，據(jù)此選擇電壓表的量程且與燈泡并聯(lián)；電流表串聯(lián)測通過燈泡的電流；
（2）電流表有示數(shù)說明電路是通路，電壓表無示數(shù)可能是測量導線的電壓、也可能與電壓表連接的導線短斷路；
（3）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律求出此時燈泡的電阻；
（4）研究“一段電路中的電流跟電路兩端電壓的關系”時，應控制電阻的阻值不變，而燈泡的電阻會隨溫度的變化而變化．

解答 解：
（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓為3.8V，所以電壓表的量程為0～15V，且與燈泡并聯(lián)，電流表負接線柱與開關相連，如下圖所示：

（2）連好電路閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有有示數(shù)，則故障可能是燈泡短路或電壓表接線柱接觸不良或與電壓表連接的導線斷了；
（3）使電壓表的示數(shù)為3.8V時小燈泡正常發(fā)光，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表的示數(shù)為0.3A，燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.3A}$≈12.67Ω，滑動變阻器的作用是改變燈泡兩端的電壓；
（4）燈泡的電阻與溫度有關，研究“一段電路中的電流跟電路兩端電壓的關系”時，無法控制小燈泡電阻不變，故得不出電流與電壓成正比的結論．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）燈泡短路；（3）2.5V；12.67Ω；改變燈泡兩端的電壓；（4）無法控制小燈泡電阻不變．

點評 本題考查了實物圖的連接、電路故障的判斷、電流表的讀數(shù)和歐姆定律以及電功率的簡單計算，關鍵是知道探究電流與電壓關系時應控制電阻的阻值不變和知道燈泡的電阻與溫度有關．