Question

在“測(cè)量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻”的實(shí)驗(yàn)中，小剛同學(xué)用一個(gè)電壓表、一個(gè)電流表、一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、電壓為6V的電源和額定電壓為3.8V的小燈泡，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路．

（1）實(shí)驗(yàn)中需要依據(jù)圖甲所示的電路圖，將圖乙所示器材進(jìn)行連線(xiàn)，請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將圖乙所示電路連接完整．
（2）連好電路閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表無(wú)示數(shù)，電流表有有示數(shù)，則故障可能是________．
（3）正確連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表指針如圖丙所示，此時(shí)，小燈泡的電阻是________，此燈泡的額定功率為_(kāi)_______．
（4）小剛想在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究“一段電路中的電流跟電路兩端電壓的關(guān)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(qǐng)指出他的實(shí)驗(yàn)方法的不合理之處________．

Answer 1

解：
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)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(fù)接線(xiàn)柱與開(kāi)關(guān)相連，如下圖所示：

（2）連好電路閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表無(wú)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(xiàn)柱接觸不良或與電壓表連接的導(dǎo)線(xiàn)斷了；
（3）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==≈12.67Ω，
燈泡的額定功率P=UI=3.8A×0.3A=1.14W；
（4）燈泡的電阻與溫度有關(guān)，研究“一段電路中的電流跟電路兩端電壓的關(guān)系”時(shí)，無(wú)法控制小燈泡電阻不變，故得不出電流與電壓成正比的結(jié)論．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）燈泡短路；
（3）12.67Ω；1.14W；
（4）無(wú)法控制小燈泡電阻不變．
分析：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)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(cè)通過(guò)燈泡的電流；
（2）電流表有示數(shù)說(shuō)明電路是通路，電壓表無(wú)示數(shù)可能是測(cè)量導(dǎo)線(xiàn)的電壓、也可能與電壓表連接的導(dǎo)線(xiàn)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(shí)燈泡的電阻，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）研究“一段電路中的電流跟電路兩端電壓的關(guān)系”時(shí)，應(yīng)控制電阻的阻值不變，而燈泡的電阻會(huì)隨溫度的變化而變化．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)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(jiǎn)單計(jì)算，關(guān)鍵是知道探究電流與電壓關(guān)系時(shí)應(yīng)控制電阻的阻值不變和知道燈泡的電阻與溫度有關(guān)．