Question

6．某同学用图甲所示的电路测绘额定电压为3.0V的小灯泡伏安特性图线，并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题．

（1）根据实验原理，用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路图连接完整．
（2）连好电路后，开关闭合前，图甲中滑动变阻器R的滑片应置于A（填“A端”、“B端”或“AB正中间”）．
（3）闭合开关，向B端调节滑动变阻器R的滑片，发现“电流表的示数为零，电压表的示数逐渐增大”，则分析电路的可能故障为B．
A．小灯泡短路   B．小灯泡断路   C．电流表断路   D．滑动变阻器断路
（4）排除故障后，该同学完成了实验．根据实验数据，画出的小灯泡I-U图线如图乙．形成图中小灯泡伏安特性图线是曲线的原因为灯丝电阻受温度影响，随温度升高而增大．
（5）已知小灯泡灯丝在27℃时电阻是1.5Ω，并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k（273+t），k为比例常数．根据I-U图线，估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为987℃．

Answer 1

分析 根据实物图画电路图，确定电流表的内外接和滑动变阻器的接法．
分压电路闭合开关前滑片应在分得的电压最小处．
根据电路故障现象分析电路故障原因．
分析图象特点，根据欧姆定律分析答题．

解答 解：（1）要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡电阻较小，电流表应采用外接法．
实物电路图如图所示：

（2）由电路图可知，闭合开关前，滑片应置于A端，此时分压电路分压最小．
（3）若灯泡短路、电流表和滑动变阻器断路，则电压表的读数均为零，故ACD错误，如果灯泡断路，则电压表与电流表组成分压电路，向b端调节滑动变阻器R的滑片，发现“电流表的示数为零，电压表的示数逐渐增大，故电路故障是灯泡断路，
故选：B．
（4）因为灯丝电阻受温度影响，随温度升高而增大，因此小灯泡伏安特性图线是曲线．
（5）该灯泡正常工作时电压U=3V，
根据欧姆定律得R=$\frac{3}{0.475}$=6.3Ω
已知小灯泡灯丝在27℃时电阻是1.5Ω，并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k（273+t），
解得：k=0.005，
所以该灯泡正常工作时灯丝的温度约为t=987℃．
故答案为：（1）如图
（2）A
（3）B
（4）灯丝电阻受温度影响，随温度升高而增大；
（5）987

点评 本题考查了描绘小灯泡伏安特性图线实验中的实验原理图、数据处理等操作，尤其是结合图线进行数据处理的能力是考查的重点，在平时中要加强训练．