Question

【題目】（8分）小明設計如圖A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（0～0.6A0～3A）、電壓表（0～3V0～15V）、開關各一個、導線若干、滑動變阻器三只：R1（20Ω0.5A）、R2（50Ω0.5A）、R3（500Ω1A）．

（1）實驗前在檢查儀器時，發現電流表指針如圖B所示，則接下來的操作是___________．

（2）請你在圖A中補上兩根導線，將電路連接完整．

（3）正確連接電路后閉合開關，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像（如圖C），則小燈泡的額定功率為___________W．在多次測量中，小明還發現：當電壓表的示數增大時，電壓表與電流表的示數之比___________．（選填“變大”、“變小”或“不變”）．

（4）小明發現用久了的燈泡在額定電壓下工作時，燈泡亮度明顯偏暗，燈泡亮度偏暗的原因是燈絲發光時發生___________（選填物態變化名稱）而變細，消耗的實際功率變小的緣故．

（5）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，得出五組數據，描點作圖得到如圖D所示的電流I隨電阻R變化的圖像，則小明應選用滑動變阻器___________（選填“R1”、“R2”或“R3”）．在第三次實驗中定值電阻和滑動變阻器消耗的電功率之比為___________．

Answer 1

【答案】（1）對電流表校零（2）見解析（3）0.625變大（4）升華（5）R25：7

【解析】

試題分析：（1）由圖B知，電流表的指針不指在零刻度線，故接下來的操作是對電流表校零。

（2）電路如右圖所示：

（3）由圖C知，當燈泡兩端的電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.25A，所以燈泡的額定功率：

P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。因為燈泡的電阻隨燈絲溫度的升高而增大，所以當電壓表的示數增大時，電壓表與電流表的示數之比變大。

（4）用久了的燈泡在額定電壓下工作時，燈泡亮度明顯偏暗，燈泡亮度偏暗的原因是燈絲發光時鎢絲由固態直接變為氣態，發生升華而變細，消耗的實際功率變小的緣故。

（5）由圖像知，不同阻值的電阻兩端的電壓等于0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=…=2.5V，假設選擇25Ω的定值電阻與滑動變阻器串聯，由知，要保持定值電阻兩端的電壓為2.5V不變，滑動變阻器接入電路的電阻為35Ω，所以滑動變阻器選擇（50Ω0.5A）。

第三次實驗中，選用R=15Ω的電阻與滑動變阻器串聯，其兩端的電壓U=2.5V，則電路中的電流：，滑動變阻器接入電路中的電阻兩端的電壓為，所以由P=UI知，在第三次實驗中定值電阻和滑動變阻器消耗的電功率之比：。