Question

【題目】小明同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路來(lái)測(cè)定“小燈泡的額定電功率”，所用電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω。

（1）連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)__________。

（2）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整。

（_____）

（3）小明檢查電路無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表幾乎無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，接近電源電壓，移動(dòng)滑片，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象沒(méi)有發(fā)生變化，則導(dǎo)致這種現(xiàn)象可能的原因是________________。

（4）排除故障后，小明移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為_____V，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向_______端（選填“A”或“B”）移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V。

（5）小明移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成如圖丙所示的I－U圖像，根據(jù)圖像信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是_________W。

（6）小明仔細(xì)觀察了圖丙中小燈泡的電流與電壓變化關(guān)系圖像，發(fā)現(xiàn)電流與電壓不成正比，你認(rèn)為原因是_______________。

（7）小明又找來(lái)了5個(gè)阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻替換小燈泡，來(lái)探究流過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中，小明控制電阻兩端的電壓為2.5 V不變，為了完成實(shí)驗(yàn)，他選用的滑動(dòng)變阻器的阻值至少為__________Ω。

Answer 1

【答案】斷開(kāi) 導(dǎo)線連接電流表的0.6A量程 小燈泡處斷路 2.2 B 0.5 燈泡的燈絲會(huì)隨溫度的變化而改變 20

【解析】

（1）在連接電路時(shí)，為保護(hù)電路，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；

（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓等于額定電壓UL=2.5V，根據(jù)歐姆定律可知此時(shí)電路電流約為I===0.25A，所以電流表應(yīng)用0-0.6A的小量程，電流表串聯(lián)在電路中，如圖所示：

（3）燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡短路，電流表示數(shù)幾乎為零，說(shuō)明電路存在斷路；電壓表示數(shù)為6V，等于電源電壓，說(shuō)明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之內(nèi)電路存在斷路，綜合分析可知，電路故障原因是：燈泡斷路；

（4）由乙圖可知，一個(gè)大格是1V。一大格之間有10個(gè)小格，每小格是0.1V，此時(shí)電壓表的示數(shù)是2.2V，小燈泡的額定電壓是2.5V，要使燈泡兩端的電壓由2.2V增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動(dòng)變阻器連入電路的部分減小，滑動(dòng)變阻器向B端移動(dòng)。

（5）由圖丙可知，燈泡的額定電壓為2.5V，此時(shí)的電流為0.2A，則燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V0.2A=0.5W。

（6）由圖丙可知，隨燈泡電壓U增大，通過(guò)燈泡的電流I也增大，但不成正比；說(shuō)明燈泡電阻是變化的，這是因?yàn)殡S著燈泡電流的增大，燈泡實(shí)際功率變大，燈絲溫度變化引起的，所以燈絲電阻隨溫度的變化而變化。

（7）每次控制電阻的兩端電壓為2.5V時(shí)，電源電壓為4.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，滑動(dòng)變阻器需要承擔(dān)電壓為2V，當(dāng)電路中R的阻值最大為25，通過(guò)的電流為I=，利用分壓原理，可得滑動(dòng)變阻器的阻值最小值至少為：R滑=20。