Question

【題目】圖甲為測定“小燈泡電功率”的實驗電路，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．

（1）小明連接好電路后，閉合開關(guān)，移動滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，且電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障原因可能是________．

（2）排除故障閉合開關(guān)，移動滑片P到某位置，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為________V，則此時燈泡消耗的實際功率________額定功率(選填“大于”、“小于”或“等于”)．

（3）小明繼續(xù)移動滑動變阻器的滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成I－U圖像（圖丙），根據(jù)圖像，可計算出小燈泡的額定功率是________W．

（4）進(jìn)一步分析圖像可知，隨著燈泡兩端電壓的增大，燈絲電阻逐漸增大，造成這一現(xiàn)象的原因可能是________．

（5）小敏將原電路中的小燈泡先后換接阻值分別為5Ω、10Ω和20Ω的定值電阻，探究“電流與電阻關(guān)系”

① 先將5Ω的電阻接入電路，移動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2V，此時，電流表的示數(shù)為________A．然后換接10Ω的電阻，為了保持電壓表示數(shù)不變，此時滑動變阻器的滑片應(yīng)向________（左/右）移動．

② 實驗中為了保證接入20Ω的定值電阻時，保持電壓表示數(shù)不變，則滑動變阻器的最大阻值應(yīng)不小于______Ω．

Answer 1

【答案】 燈泡斷路 2.2 小于 0.5 燈絲的電阻隨溫度的升高而增大 0.4， 右 25

【解析】（1）連好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，說明在電壓表兩接線柱之間的電路是斷路，所以出現(xiàn)故障的原因可能是燈泡斷路；

（2）由圖乙可知，電壓表量程為0-3V，分度值為0.1V，電壓表示數(shù)為2.2V，此時

燈泡的電壓小于額定電壓，故實際功率小于額定功率；

（3）由丙可知，燈泡正常發(fā)光時（電壓為2.5V），通過燈泡的電流為0.2A，所以燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；

（4）當(dāng)燈泡中有電流通過時要發(fā)熱，且電壓越大，電流越大，燈泡的實際功率越

大，溫度越高，燈絲的電阻就越大；

（5）①5Ω的電阻接入電路，電壓表示數(shù)為2V，此時電流表的示數(shù)為：I=U/R=2V/5Ω=0.4A；將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時，串聯(lián)電路的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流變小，滑動變阻器分得的電壓變小，電阻分得的電壓變大；探究電流和電阻之間關(guān)系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變，所以應(yīng)調(diào)節(jié)滑片向右移動，增大滑動變阻器接入電路的電阻，使電壓表的示數(shù)仍為2V；

②電源電壓為4.5V，定值電阻兩端電壓為2V，則滑動變阻器分壓為4.5V-2V=2.5V，

當(dāng)接入20Ω電阻時，由串聯(lián)電路特點知：IR =I滑 ，由歐姆定律有：UR/R=U滑/R滑，即：2V/20Ω=2.5V/R滑，解得：R滑 =25Ω，即變阻器最大阻值應(yīng)不小于25Ω．