Question

15．小華同學發(fā)現(xiàn)家用白熾燈在剛開燈瞬間易燒壞，猜想白熾燈的電阻可能與燈絲的某個因素有關，于是，找來與白熾燈工作原理相同的小燈泡，按圖甲所示電路圖進行探究，電源電壓恒為4.5V，小燈泡的額定電壓2.5V．
（1）請用筆畫代替導線，把圖乙的電路按圖甲的電路圖連接完整，使滑片P向右移動時燈的亮度變亮．
（2）連接電路后閉合開關，小燈泡閃亮一下就熄滅．檢查發(fā)現(xiàn)小燈泡的燈絲已燒斷．分析原因是閉合開關時，滑動變阻器連入電路的電阻為最小值（選填“最大值”或“最小值”），導致電流過大而形成的．
（3）斷開開關，更換燒壞的電路元件，進行正確的操作．調(diào)節(jié)滑片使燈泡逐漸變亮，記錄電流表和電壓表的示數(shù)如下表，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為10Ω．
（4）小華由實驗判斷，小燈泡的電阻與燈絲的溫度有關，家用白熾燈在開燈瞬間與步驟2中小燈泡形成過大電流的原因不同（選填“相同”或“不同”）．

電壓U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5
電流I/A	0.16	0.19	0.22	0.25	0.28
電阻R/Ω	6.3	7.9	9.1
亮度	微亮→較亮→亮→很亮					燒壞

Answer 1

分析 （1）在連接電路過程中，開關要斷開，滑動變阻器采用“一上一下”的接法，電壓表、電流表注意電流方向和合適的量程；
（2）為保護電路，閉合開關之前，滑動變阻器接入電路電阻要最大；
（3）已知燈泡額定電壓和額定電流，利用公式P=UI得到額定功率；
（4）導體電阻與溫度有關，一般說，溫度升高電阻增大．

解答 解：
（1）由圖知，需要將電壓表和滑動變阻器接入電路．已知燈泡額定電壓為2.5V，所以電壓表選擇0～3V量程，用導線將“3”和燈泡左側接線柱連接；要使滑動變阻器滑片右移燈泡變亮，說明電路電阻減小，滑動變阻器要連接右下角的接線柱，用導線將右下角的接線柱與電源負極相連．電路連接如下：
（2）連接電路后閉合開關，小燈泡閃亮一下就熄滅，說明電路連接關系是正確的，小燈泡熄滅燈絲燒斷，原因是閉合開關時，滑動變阻器連入電路的電阻為最小值，導致電流過大而形成的；
（3）小燈泡兩端的電壓為2.5V時，正常發(fā)光，由U-I圖象知，對應的電流大小為0.25A；
燈泡的電阻為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
（4）由表中的數(shù)據(jù)知，電阻隨溫度的升高而增大，原因是電壓越高，實際功率越大，溫度越高，電阻越大；
家用白熾燈在剛閉合電路的瞬間容易燒壞，原因是剛開始工作時，燈絲溫度較低，電阻較小，通過的電流較大．
故答案為：
（1）實物連接如上圖；（2）最小值；（3）10；（4）溫度；不同．

點評 此題以測量小燈泡的電阻的實驗過程為基礎，分別考查了實物圖的連接、滑動變阻器的使用、電流表的讀數(shù)、電阻的計算以及電阻與溫度的關系，綜合性較強，有代表性．