Question

在“测量小灯泡的电阻”实验中，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V．
（1）电路接通后，小明发现移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻减小时，电压表的示数也变小了，你认为电路连接中存在的错误是______． 而小东连接好电路开始实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变化，这是因为______．
（2）改正电路后，小明将测得的数据及计算结果填在下面的表格中：

实验次数 物理量	1	2	3	4
电压U/V	2.5	2.0	1.5	1.0
电流I/A	0.30	0.26	0.22	0.20
电阻R/Ω		7.7	6.8	5.0

小灯泡正常发光时的电阻为______Ω（保留一位小数）．
（3）分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的，这说明______．这种现象在生活中也也有体现，例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间，灯丝______（选填“容易”或“不容易”）烧掉．
（4）小明还想测出一段电炉丝的电阻值，可是在连接电路时发现电流表已被烧坏；请你利用现有器材（电压未知的电源、量程合适的电压表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器、开关各一个，导线若干），帮助小明设计一个不移动电压表就能测出这段电炉丝阻值的电路．把你设计的实验电路图画在虚线框内（电炉丝的符号为：（“”）．

Answer

（1）从伏安法测电阻的电路入手分析，当滑动变阻器的阻值减小时，待测电阻两端电压和滑动变阻器两端电压的变化情况，从而可以确定电压表的位置．
根据题意可知，滑动变阻器不起调节作用，根据滑动变阻器的使用方法可以确定其连接的错误所在．
（2）根据公式R=，可以表格中的额定电压和额定电流值即可求出其正常发光时的电阻．
（3）根据表格中的数据可知，灯丝的电阻在减小，根据电阻的决定因素可以确定灯丝电阻与温度关系；用电器中电流越大，用电器越容易烧毁，结合电阻与温度的关系，从而可以确定白炽灯在刚开灯的瞬间，灯丝是否容易烧毁．
（4）利用动变阻器的最大阻值和它两端的电压，可以起到电流表的作用，以及滑片P的移动可以改变电路的连接方式，从而使电压表测量不同电路两端的电压，由此可以得到滑动变阻器两端的电压．进而可以求得待测电阻的阻值．
【解析】
（1）用伏安法测量电阻的阻值所用的电路如下图所示，当滑动变阻器接入电路得到电阻减小时，电阻中的电流增大，待测电阻两端的电压增大，即电压表的示数要增大．由于电源电压不变，所以滑此时动变阻器两端的电压就要减小．而此时电压表的示数减小，说明电压表并联在了滑动变阻器的两端．

在使用滑动变阻器时，只有选用一上一下两个接线柱，滑动变阻器才具有调节作用；
当同时选用下面两个接线柱时，滑动变阻器的阻值全部接入电路，滑动变阻器不起调节作用；
当同时选用上面两个接线柱时，滑动变阻器没有接入电路，同样不起调节作用．
此时无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变化，说明滑动变阻器不起调节作用，就是由上面两种情况造成的．
（2）由题意知，灯泡的额定电压为2.5V，根据表格中的数据可知，此时灯泡中的电流为0.30A，
小灯泡此时的电阻：R=R===8.3Ω．
（3）灯泡两端的电压越大，灯泡的功率越大，灯丝的温度越高；通过计算发现，灯丝的电阻也在随着温度的升高而增大．
由此可以得出结论：钨灯丝温度降低电阻减小．
当开关刚接通时，白炽灯的灯丝温度较低，电阻较小，灯丝中的电流较大，所以此时的白炽灯更容易烧毁．
（4）设计电路如下图所示：当滑片P位于最左端时，滑动变阻器没有接入电路，此时电压表测量电源电压U；
当滑片P位于最左端时，滑动变阻器全部接入电路，此时滑动变阻器的最大阻值R2与待测电阻R1串联接入电路，电压表测量待测电阻两端的电压U1．
则滑动变阻器两端的电压U2=U-U1．
此时电路中的电流：I=，再利用此时R1两端的电压U1，即可求出待测电阻R1的阻值．

答案为：（1）电压表接在了滑变器的两端      
滑动变阻器的电阻线全部连入电路，滑片不起调节作用 
（2）8.3
（3）钨灯丝温度降低电阻减小；容易
（4）如图．