解题思路:(1)伏安法测灯泡电阻时,电压表应与灯泡并联,应根据灯泡额定电压确定电压表量程,据此分析电路图,找出电路存在的问题.(2)灯泡亮度较弱,说明灯泡实际功率较小,通过灯泡的电流太小,根据电路现象,分析原因.(3)根据表中实验数据,由欧姆定律分析灯泡电阻是否变化,然后从温度对电阻的影响分析原因.(4)根据串联电路特点求出灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压,然后由欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值,然后根据该阻值选择滑动变阻器的规格.
(1)实验时,电压表应与灯泡并联,由电路图可知,电压表并联在滑动变阻器两端,电压表连接错误;
灯泡额定电压是2.5V,电压表应选0~3V量程,由电路图可知,电压表选0~15V量程,电压表量程太大.
(2)移动变阻器滑片时,发现两电表的示数和灯泡的亮度都同时变化,说明电路不存在断路,也不存在短路,滑动变阻器连接正确;
两电表的示数总是比较小,灯泡的亮度也较弱,说明电路电流太小,电路总电压太小,可能是电源电压太低造成的.
(3)∵R=[U/I],∴灯泡电阻R1=
U1
I1=[2.0V/0.20A]=10Ω;R2=
U2
I2=[2.5V/0.24A]≈10.4Ω;R3=
U3
I3=[2.8V/0.26A]≈10.8Ω,
由此可见,随灯泡电压和电流增大,灯泡电阻变大,小灯泡的电阻是变化的;随灯泡电压和电流增大,
由电功率公式P=UI可知,灯泡实际功率变大,灯泡温度升高,灯丝电阻变大,由此可见,灯泡电阻随温度升高而变大.
(4)由灯泡铭牌“6V,0.3A”可知,灯泡额定电压是6V,额定电流是0.3A,灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压U滑=U-UL=12V-6V=6V,
此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑=
U滑
I=[6V/0.3A]=20Ω>10Ω,因此应该选规格为“50Ω1A”滑动变阻器,如果选规格为“10Ω 2A”滑动变阻器,
则灯泡两端电压始终大于灯泡额定电压,可能烧坏灯泡.
故答案为:(1)①电压表没有并联在小灯泡的两端;②选择的电压表量程过大.(2)电源电压过低.
(3)变化;灯丝电阻随温度升高而增大.(4)50Ω 1A;灯两端的电压始终大于额定电压,灯可能被烧坏.
点评:
本题考点: 伏安法测电阻的探究实验.
考点点评: 本题考查了电路连接分析、电路故障分析、判断灯丝电阻是否变化及其原因、滑动变阻器的选择等问题;应掌握电路连接的注意事项,应掌握实验器材的选择方法,这是实验的常考问题;会根据电路现象分析原因.