Question

如圖所示，小紅同學用“伏安法”研究小燈泡（標有“3.8V”字樣，電阻約為10Ω）發光時的電阻變化規律．（要求滑片P向左燈變亮）

（1）連接電路時開關需要______．
（2）將下圖的實物圖連接完整（用筆畫線代替導線）
（3）實驗電路接好后，合上開關時，部分同學發現電路出現故障，主要有下表所列的兩種情況，請根據現象和檢測結果指出故障的可能原因：

故 障 現 象	檢    測	故 障 原 因
①燈泡較暗	移動滑動變阻器滑片，亮度不變
②燈泡不亮、電壓表示數較大、電流表無示數	取下燈泡，兩表的示數不變

（4）實驗中，小紅同學已經得到了下表的實驗數據：

實驗次數	1	2	3	4	5	6	7
電 壓/V	1	1.5	2	2.5		3.8
電 流/A	0.16	0.23	0.28	0.31
電 阻/Ω
燈泡亮度	非常暗	很暗	暗	稍亮

①第5次實驗時，電流表電壓表示數如上右圖所示，此時燈泡的阻值______Ω．
②從已有數據推測，當電壓為3.8V時，燈泡的亮度將______（更亮/更暗）．
③預期小紅將得出燈泡發光時燈絲電阻的變化規律是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）連接實物電路圖時，開關應斷開．
（2）電流表、燈泡、滑動變阻器串聯在電路中，電壓表并聯在燈泡兩端；根據燈泡額定電壓選擇電壓不量程，計算求出燈泡正常發光時的電流，確定電流表的量程．
（3）①燈泡較暗，電路電流太小，電路電阻太大，移動滑動變阻器滑片，亮度不變，滑動變阻器接下面兩接線柱．
 ②燈泡不亮，燈泡斷路、短路或燈泡之外電路斷路；電流表無示數，電路斷路；電壓表示數較大，電壓表與電源兩端連接，電壓表并聯部分外無斷路，綜合分析可知電路故障原因．
（4）①確定電壓表、電流表量程、最小分度值，讀出電壓、電流值，由歐姆定律求出燈絲電阻值．
②分析表中電壓值與燈泡亮度間的關系，找出規律然后答題．
③分析表中數據，找出燈泡電阻與電壓關系，從而得出結論．
解答：解：（1）連接電路時開關需要斷開．
（2）燈泡額定電壓是3.8V，電壓表量程應選15V量程，燈正常發光時電流I==0.38A，電路表量程選0.6A量程；電流表、燈泡、滑動變阻器串聯在電路中，電壓表并聯在燈泡兩端；電路圖如圖所示．
（3）①燈泡較暗，電路電流太小，電路電阻太大；移動滑動變阻器滑片，亮度不變，則滑動變阻器接下面兩接線柱．
 ②燈泡不亮，燈泡斷路、短路或燈泡之外電路斷路；電流表無示數，電路斷路；電壓表示數較大，電壓表與電源兩端連接，電壓表并聯部分之外無斷路，綜合分析知，電路故障原因是：燈泡斷路．
（4）①電壓表量程是15V，最小分度值是0.5V，由圖知，電壓表示數為U=3.0V；電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數是0.3A，燈泡的電阻R===10Ω．
②由表可知：隨燈泡電壓增大，燈的亮度增加，所以當燈泡電壓為3.8V時，燈泡將更亮．
③根據表中數據，由R=知，燈泡燈絲電阻R隨燈泡電壓U增大而增大，小紅將得出燈泡發光時燈絲電阻的變化規律是：燈絲電阻隨燈泡電壓增大而增大．
點評：本題考查了：連接實物圖的注意事項、連接實物圖、電壓表與電流表讀數、電路故障分析、歐姆定律的應用、燈泡電阻隨電壓變化關系等知識點，考擦的比較全面，是一道中檔題．
連接實物圖選擇電壓表、電流表量程時要注意，根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，根據電路最大電流選擇電流表量程．