Question

【題目】一個額定電壓是2.5V的小燈泡，其正常工作時電阻約10Ω．小明想測定這個小燈泡的額定功率，實驗室中有如下器材：電流表、電壓表、開關(guān)各一個，三個規(guī)格分別為A：“5Ω 1A”，B：“20Ω 0.5A”，C：“lkΩ 1A”的滑動變阻器，導(dǎo)線若干，電源（電壓為6V）．

（1）小明設(shè)計了如圖甲所示電路圖，通過分析你認為小明應(yīng)選用規(guī)格為________（選填A/B/C）的滑動變阻器．正確連好電路后，閉合開關(guān)前應(yīng)把滑動變阻器滑片的位置調(diào)到________．（填寫“最左邊”或“最右邊”）

（2）圖乙已連接了部分電路．請你根據(jù)圖甲所示電路圖．用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整．

（________）

（3）小明正確選擇了滑動變阻器，按圖甲的電路圖連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)為6V．原因是________．

（4）小明排除故障后，繼續(xù)實驗．當電壓表的示數(shù)為2.5V時．電流表的示數(shù)（如圖丙所示），小燈泡的額定功率是________W．

（5）小明根據(jù)測量燈泡實際功率的多組實驗數(shù)據(jù)，作出了I﹣U圖象，如圖丁所示．結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖線不是直線，這表明燈泡的電流與電壓________（填“成”或“不成”）正比，這是因為________．

（6）小明將原電路中的小燈泡更換成定值電阻R，重復(fù)實驗步驟，記錄電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I，他以U為縱坐標、 為橫坐標作出圖象，圖象戊大致符合要求的是________．

Answer 1

【答案】B 最右邊 燈泡斷路了 0.75 不成 燈絲電阻隨溫度變化而變化 第二個圖象

【解析】

（1）求出燈泡正常發(fā)光時的電流，由串聯(lián)電路特點求出此時滑動變阻器兩端電壓，由歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值，根據(jù)該阻值選擇滑動變阻器；
（2）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，把電流表串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)；
（3）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，說明電路出現(xiàn)斷路，根據(jù)電壓表示數(shù)為6V得到電路故障；
（4）從圖丙中得到電流表的示數(shù)，根據(jù)電功率的公式得到小燈泡的額定功率；
（5）由歐姆定律知，電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓成正比。

（1）當燈泡正常發(fā)光時兩端電壓為2.5V，其正常工作時電阻約10Ω，由串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可得此時電路中電流約為：，滑動變阻器此時連入電路的阻值：，故應(yīng)選擇“20Ω 0.5A”的B滑動變阻器；為了保護電路，正確連好電路后，閉合開關(guān)前應(yīng)把滑動變阻器滑片的位置調(diào)到最大值即最右邊；

（2）由電路圖知，電流表與燈泡串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，小燈泡額定電壓是2.5V，所以電壓表應(yīng)使用0-3V量程，實物連接如圖所示：

（3）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，電路可能出現(xiàn)的斷路，電壓表示數(shù)等于電源電壓6V，說明電壓表與電源間是通路并且測電源電壓，所以故障的原因是燈泡斷路了；

（4）小燈泡的額定電壓U=2.5V，由圖丙知，電流表量程為0.6A，最小分度值是0.02A，所以電流表示數(shù)I=0.30A，則小燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.30A=0.75W；

（5）小燈泡的I-U圖象不是直線，這表明燈泡的電流與電壓不成正比，這是因為燈絲電阻隨溫度變化而變化；

（6）小燈泡更換成定值電阻R，進行實驗時，由可知，U與是反比關(guān)系，由圖戊知，大致符合題意的是第二個圖象。