Question

【題目】在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣（正常工作電流大約是0.25A）�，F(xiàn)有器材：電源（電壓恒為6V）、電流表、電壓表、開關(guān)、導(dǎo)線若干，另有三種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器可供選擇：R1（10Ω 1A）、R2（20Ω 0.5A）、R3（50Ω 0.2A）。按圖甲的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）通過(guò)估算，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用____（選填R1、R2或R3），連接好電路后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表示數(shù)始終為零，電流表示數(shù)變化明顯，由此判斷電路故障可能是_____。

（2）排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖乙是由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪得到的小燈泡的I-U圖像，則小燈泡額定功率是________W，小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是_______Ω。

（3）分析小燈泡的I-U圖像，發(fā)現(xiàn)小燈泡燈絲的阻值變化，從本質(zhì)上講，引起小燈泡燈絲阻值變化的因素是______。

（4）實(shí)驗(yàn)中電流表?yè)p壞，聰明的小麗設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，不用知道電源電壓，也完成了該實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完成下列填空（電源電壓不變，R1和R2為滑動(dòng)變阻器，R2的最大電阻為R0）。

①閉合開關(guān)___________，調(diào)節(jié)R2，使電壓表的示數(shù)為2.5V；

②閉合開關(guān)_____，保證_____滑片位置不變，調(diào)節(jié)_____，使電壓表的示數(shù)仍為2.5V；

③這樣操作的目的是使R1此時(shí)的電阻_________燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻（選填“大于”“小于”或“等于”）；

④接著將R2的滑片P調(diào)至最左端，記下電壓表的示數(shù)為U1；再將R2的滑片P調(diào)至最右端，記下電壓表的示數(shù)為U2．則小燈泡額定功率的表達(dá)式P額= ______（用U額、R0、Ul、U2）

Answer 1

【答案】R2 小燈泡短路 0.5 17.5 燈泡電阻隨溫度增大而增大 S、S1 S、S2 R2 R1 等于

【解析】

(1)[1]

>，又因?yàn)?/span>0.25A>0.2A，R3不能用，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R2。

[2]電流表示數(shù)變化明顯，說(shuō)明電路有電流不是斷路，那就是出現(xiàn)短路，燈泡不亮，電壓表示數(shù)為零，由此判斷應(yīng)是小燈泡短路。

(2)[3]由電功率公式得：

。

[4]燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值為：

。

(3)[5]燈泡電阻隨溫度增大而增大。

(4)[6]閉合開關(guān)S、S1，使燈泡與R2串聯(lián)，調(diào)節(jié)R2使電壓表為2.5V，燈泡正常發(fā)光。

[7][8][9] 閉合開關(guān)S、S2，保證R2滑片位置不變，調(diào)節(jié)R1滑片，使電壓表仍為2.5V。

[10]目的使R1此時(shí)的電阻等于燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻，屬于等效替代燈泡。

[11]由④實(shí)驗(yàn)步驟可知：電源電壓為U1，R2調(diào)至右端時(shí)：

即

。

所以

。