Question

【題目】小明利用如圖甲所示電路測定小燈泡的功率．被測小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω左右．實驗室有如下器材：電源（電壓為6V）、電流表（0～0.6A、0～3A）、電壓表（0～3V、0～15V）、開關各一個、導線若干、滑動變阻器三只：R1（20Ω0.5A）、R2（50Ω 0.5A）、R3 ．
（1）實驗前在檢查儀器時，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示，則接下來的操作是 ． 正確連接電路閉合開關后，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器滑片，燈泡都不亮，電壓表示數(shù)接近6V，電流表示數(shù)幾乎為0，電路的故障可能是 ．
（2）排除電路故障后，閉合開關，改變滑動變阻器的阻值，多次測量，小明畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關系圖象（如圖丙），則小燈泡的額定功率為W．在多次測量中，小明還發(fā)現(xiàn)：當電壓表的示數(shù)增大時，電壓表與電流表的示數(shù)之比 ． （選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）小明又取了一個規(guī)格、型號完全相同的舊燈泡進行實驗，發(fā)現(xiàn)在額定電壓下工作時，燈泡亮度明顯偏暗，小明仔細觀察，發(fā)現(xiàn)這只燈泡的玻璃內壁變黑．燈泡亮度偏暗的原因是燈絲發(fā)光時發(fā)生升華而變細，消耗的實際功率變的緣故（選填“大、小）．
（4）燈泡的功率測量完畢，小明用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻更換電路中的燈泡，探究電流跟電阻的關系，得到如圖丁所示的電流I隨電阻R變化的圖象，則小明應選用滑動變阻器（選填“R1”、“R2”或“R3”）．若某次實驗中滑動變阻器連入的阻值為14Ω，則所選定值電阻的阻值為 ．

Answer 1

【答案】
（1）將電流表指針調零；燈泡斷路
（2）0.625；變大
（3）小
（4）R2；10Ω
【解析】解：（1）電流表指針沒有指在零刻度線上，應先對電流表調零； 電路正確連接后，閉合開關，移動滑片P，發(fā)觀燈泡總不亮，且電流表無示數(shù)，但電壓表示數(shù)接近6V，則故障原因可能是燈泡斷路；（2）由圖象知，在額定電壓下，通過燈泡的電流為I=0.25A，所以燈泡的額定功率為P額=U額I=2.5V×0.25A=0.625W；當電壓表的示數(shù)增大時，電流也變大，燈泡的功率變大，燈絲的溫度升高，燈絲電阻變大，即電壓表與電流表的示數(shù)之比變大；（3）根據(jù)燈泡的計算公式P= 可知，在電壓不變的情況下，電阻變大，功率變小，燈泡變暗；（4）由圖丁的某一組數(shù)據(jù)可知，當電阻值為25Ω時，電路中的電流為0.1A，則電阻兩端的電壓U=IR=0.1A×25Ω=2.5V；
滑動變阻器的阻值R滑= = =35Ω＞20Ω，所以應該選擇R2 ．
滑動變阻器兩端電壓為U2=U﹣U1=6V﹣2.5V=3.5V；
滑動變阻器與定值電阻串聯(lián)，電流相等，可得： = ，
代入數(shù)值得： = ；解得R1=10Ω，即選擇的定值電阻阻值為10Ω．
所以答案是：（1）將電流表指針調零；燈泡斷路；（2）0.625；變大；（3）��；（4）R2；10Ω．