Question

20．小明用图所示电路，探究小灯泡电阻与温度的关系（已知小灯泡的正常工作电压为2.5V）．

（1）按电路图，将图2中的电压表正确连入电路（用笔画线代替导线）．
（2）连接电路时开关应断开，闭合开关前，滑动变阻器滑片P应移到b（填“a”或“b”）端．
（3）当滑片P移到某一位置时，电压表的读数为1.2V，而电流表读数如图3所示，则此时小灯泡的阻值为6Ω．
（4）小明移动滑片又测量了多组数据，画出小灯泡电流随电压变化的曲线如图4所示，从图中可以得出结论，小灯泡的电阻随温度的升高而增大．（选填“增大”、“减小”、“不变”）
（5）在实验快结束时，小灯泡突然熄灭，电流表的示数几乎为零，而电压表的示数接近电源电压，请你帮小明分析，电路的故障可能是灯泡断路．

Answer 1

分析 （1）电压表与灯泡并联，根据灯泡的额定电压确定电压表的量程；
（2）连接电路时，开关必须处于断开状态；为了保护电路，滑动变阻器的连入电路的阻值应处于最大值；
（3）根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数，然后根据欧姆定律的变形公式求出小灯泡正常工作时的阻值；
（4）灯丝的电阻随温度的改变而改变；
（5）电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连．

解答 解：（1）由于灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程为0～3V，故将电压表的3V接线柱与灯泡的右接线柱相连，如下图所示：

（2）为了安全，连接电路前，开关必须断开；滑动变阻器的连入电路的阻值应处于最大值，即滑片P应移到b端；
（3）电压表的读数为1.2V，根据图3可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A；
灯泡电阻：$\frac{1.2V}{0.2A}$=6Ω；
（4）由图4的电流随电压变化的曲线可知：虽然电流随电压的增大而变大，但由$\frac{U}{I}$的值，即灯泡的电阻增大，可以得出结论：小灯泡的电阻随温度的升高而增大；
（5）电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为灯泡断路．
故答案为：（1）如上图；（2）断开；b；（3）6；（4）增大；（5）灯泡断路．

点评 本题是测量灯泡电阻的实验，考查了电压表的连接，电流表的读数、电阻的计算、故障分析以及控制变量法的应用等内容，都是实验中需重点掌握的内容．