Question

如图是用两节新干电池做“伏安法测小灯泡电阻”的实验，待测小灯泡额定电压为2.5V．

（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于图中______（选填“a”或“b”）端．
（2）当开关闭合后，发现小灯泡不亮，终过分折，同学们猜想了一些可能的原因，见下表．请根据同学们的猜想，在表中写出对应的电压表和电流表的示数情况．

猜想	电压表示数情况	电流表示数情况
灯泡断路
灯泡短路		有示数

（3）故障排除后，同学们移动滑动变阻器的滑片，记录多组小灯泡两端不同的电压及对应的通过小灯泡的电流值，根据这些数据在坐标纸上绘制出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象（如图所示）．分析图象可知，小灯泡正常工作时的灯丝电阻为______Ω．

（4）从图象还可以看出，小灯泡灯丝的电阻随电压的增大逐渐______（选填“变大”或“变小”），从物理学角度分析，造成这一现象的原因是______．
（5）实验中测出了小灯泡在多次不同电压下的灯丝电阻，有些同学认为可以进一步求出它们的平均值以减小误差．你是否同意他们的观点？请说明理由．
（6）该实验的整套装置还可以用于其它实验，请举出一例．

Answer

（1）滑动变阻器的滑片要处于最大阻值处，电路中电流最小，起保护作用．
（2）灯泡串联在电路中，灯泡断路时，电路中无电流．电压表串联在电路中测电源电压；
灯泡短路时，电路是通路，电压表测量导线电压．
（3）从图象上找到2.5V下的电流值，根据R=求电阻．
（4）分别计算0.5V、1.5V、2.5V下的电阻，进行比较电阻的变化．
（5）测量定值电阻的实验中，采用多次测量，是为了多次测量求平均值来减小误差．测量灯泡电阻实验中，采用多次测量，是为了发现灯丝电阻的变化规律．
（6）由电压表测电压，由电流表测量电流，根据P=UI测功率．
【解析】
（1）闭合开关前，滑片离接入电路的下面接线柱最远，滑动变阻器的滑片处于a端，此时电阻最大，电流最小，保护电路．
（2）灯泡断路，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表测电源电压，有示数且为电源电压，电源有两节干电池组成，此时电压表的示数为3V；
灯泡短路，其它元件正常工作，电路是通路，电流表有示数．电压表测导线两端电压U=IR=I×0Ω=0V，电压表无示数．
（3）由图象知，2.5V电压下，灯泡中的电流为0.25A，所以R===10Ω．
（4）同理求得灯泡在0.5V、1.5V、2.5V电压下的电阻为5Ω、7.5Ω、10Ω．灯丝电压增大，电流增大，电阻变大．造成这个现象的原因是，电压增大，电流增大，温度升高，电阻增大．
（5）灯丝电压不同，温度不同，电阻不同，利用多次测量求平均值的方法来减小误差没有意义；只有不变的定值电阻，才能采用多次测量求平均值，减小误差．
（6）利用本装置能测量电压和电流，还能求出电功率，所以还能完成测灯泡功率实验．
故答案为：（1）a．
（2）

猜想 电压表示数情况 电流表示数情况
灯泡断路 3V 无示数
灯泡短路 无示数 有示数

（3）10．
（4）变大；电压大，通过小灯泡的电流大，导致灯丝的温度升高，小灯泡的电阻增大．
（5）不同意，因为不同电压时，灯丝的温度不同，电阻不同，求电阻的平均值没有实际的物理意义．
（6）测量小灯泡的电功率．