Question

要测定一个额定电压为2.5V小灯泡的电阻．

（1）连接电路时，开关S应当处于________状态（选填：“断开”或“闭合”）．闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________．
（2）请将图1中的电路元件连接成实验电路（连线不交叉）．
（3）甲、乙两组同学在实验中，使用的电流表、电压表及滑动变阻器均完好且连接正确，但闭合开关后灯不亮．
甲组出现的情况是：移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数且不断变化，电压表示数始终为零，灯泡不亮，你认为其电路的故障是________．
乙组出现的情况是：移动滑动变阻器的滑片，电流表示数始终为零，电压表示数始终接近3.0V，灯泡不亮．你认为其电路的故障是________．
（4）小灯泡正常发光时，电流表指针的位置如图2所示，则通过小灯泡的电流是________A，小灯泡的电阻是________Ω．
（5）在多次测灯泡电阻的过程中，发现当电压表的示数增大时，电压表与电流表示数的比值将增大，造成这一现象的原因是________．
（6）该实验的原理是（用公式表示）________．利用该实验电路，你还能研究相关的哪一个问题？________．

Answer 1

解：（1）连接电路时，为防止电流过大烧坏电路元件、保护电路开关处于断开状态，滑动变阻器处于最大阻值处．
（2）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联；电流表与灯泡串联，注意电流从正接线柱流入负接线柱流出；滑动变阻器按一上一下的原则串联入电路中，再用导线把开关、电源串联即可，如下图所示：

（3）甲：移动滑片，电流表示数不断变化，电路通路，灯泡不亮，灯泡短路，电压表测导线电压，示数为0．
乙：电流表示数为0，电路断路，移动滑片，电压表示数始终接近3V，电压表测电源电压，灯泡断路．
（4）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，通过灯泡的电流为0.3A，
灯泡的电阻R==≈8.3Ω．
（5）灯丝电阻在长度、横截面积、材料一定时，温度对电阻的影响较大，电压增大，灯丝温度升高，电阻增大．
（6）本实验原理：R=．
知道电阻的电压和电流，根据R=能计算电阻，根据P=UI计算功率，所以利用该电路还能完成研究灯泡功率的问题．
故答案为：（1）断开；阻值最大处；（2）如上图所示；（3）灯泡短路；灯泡断路；（4）0.3；8.3；（5）灯丝电阻随温度的升高而增大；（6）R=；测量灯泡的电功率．
分析：（1）连接电路时，开关处于断开状态和滑动变阻器处于最大阻值处都能保护电路．
（2）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，且与灯泡并联测电压，电流表串联测电流，滑动变阻器串联在电路中调节灯泡两端电压，开关串联控制电路，再把电源用导线串联组成电路．
（3）连接好电路，闭合开关，灯泡不亮，可能是电路电阻太大、电流太小、可能是断路、可能是短路．通过移动滑动变阻器滑片判断电路电流大小还是故障；再由电流表判断短路还是断路，再由电压表判断故障的具体位置．
（4）根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数，根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻．
（5）导体电阻大小跟导体的长度、横截面积、材料、温度有关，灯丝电阻受温度影响比较大．
（6）伏安法测电阻的原理：R=；知道灯泡的电压和电流，不但能计算电阻，根据P=UI，也能计算功率．
点评：本电路在初中物理电学实验中应用广泛．可用于测灯泡的电阻、功率，还能探究在电流跟电压、电阻的关系．电路是相同的，元件在实验中的作用有相同之处，也有不同之处，注意区分，对比记忆，印象深刻．