Question

【題目】如圖所示,是浩靈同學做“測量小燈泡正常發光時的電阻”實驗的電路圖,已知電源電壓為6V,小燈泡正常發光時的電壓為2.5V,有三種規格的滑動變阻器,分別是甲“40Ω 1A”、乙“50Ω 0.2A”、丙“60Ω 0.4A”

(1)連接電路時開關應_________,正確連接電路后,且操作正確,閉合開關S后,小燈泡不發光,那么接下來恰當的實驗操作應該是_________(選填序號):

A. 移動滑動變阻器的滑片,觀察小燈泡的發光情況

B. 檢查電路是否短路,替換同一規格的小燈泡

C. 檢查電路是否斷路,替換同一規格的小燈泡

(2)浩靈同學在某次調節中,滑動變阻器接入電路的阻值減小了△R1,小燈泡電阻變化△R2，則△R1______△R2(選填“大于”、“等于”或“小于”)。

(3)實驗結束后,得到了表一的數據,昊靈將這6組數據算得的電阻值取平均值作為小燈泡正常發光的電阻,這種數據處理方式是_________ (選填“合理”或“不合理”)的, 理由是_________；最終可知小燈泡正常發光時的電阻為_________Ω(除不盡的保留一位小數);

(4)由表一中的數據可知選擇的滑動變阻器為_________ (選填“甲”、“乙"或“丙”)；

(5)實驗結束后,昊靈進一步測量并描繪出小燈泡的電流隨電壓變化的曲線如圖甲,如果將該小燈泡單獨與一個阻值為10Ω的定值電阻串聯后接入電壓為3V的電源兩端,如圖乙所示, 此時R0的功率是_________W。

Answer 1

【答案】斷開 A 大于 不合理 燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，不是一個定值 8.3 丙 0.4

【解析】

（1）為了保護電路，連接電路時開關應斷開，從表中可知電流表示數為0.12A，通過燈泡電流太小，燈泡實際功率太小，燈泡不發光，應移動滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，觀察燈泡是否發光；故A正確；

（2）當滑動變阻器的電阻變小時（總電阻也會變小），其分得的電壓變小，根據串聯電路電壓的規律得到燈泡兩端的電壓增大，通過燈泡的電流增大，燈泡的功率增大、燈絲溫度升高，則燈泡電阻變大，根據歐姆定律可知，電源電壓U不變，電流變大，總電阻變小，根據R=R滑+R燈可知，只有當R滑的減小量大于R燈的增加量才會讓總電阻變小，即△R1＞△R2；

（3）燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，不是一個定值，故取平均值沒有意義，是不合理的；小燈泡正常發光時的電壓為2.5V，從表中得到電流是0.3A，小燈泡正常發光時的電阻；

（4）電源電壓為6V，第1次實驗時燈泡兩端的電壓為0.5V，則滑動變阻器兩端的電壓為：U'=6V-0.5V=5.5V，通過電路的電流是0.12A，則此時變阻器連入電路中的電阻：，乙和丙的最大阻值都大于4.58Ω，表中電流大小會超過0.2A，所以不能選擇乙滑動變阻器，應該選擇丙滑動變阻器；

（5）由圖甲可知，當燈的電壓U燈=1.0V，對應的電流I=0.2A時，根據串聯電路電流的特點，通過定值電阻的電流大小等于0.2A，此時定值電阻的電壓U定=IR0=0.2A×10Ω=2V，又根據串聯電路電壓的特點，燈和定值電阻的總電壓U=U燈+U定=1V+2V=3V剛好為電源電壓；所以此時R0的功率P0=U定×I=2V×0.2A=0.4W。