Question

5．小明用如圖1所示電路來(lái)測(cè)量小燈泡的電功率（部分實(shí)驗(yàn)器材的規(guī)格已標(biāo)明）．

（1）請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖l中滑動(dòng)變阻器連入電路，使之接入電路的阻值最大；
（2）實(shí)驗(yàn)中，小明發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，兩電表指針始終處于圖2所示位置，則故障是③⑦之間發(fā)生斷路
（3）故障排除后，小明從滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí)開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，得到小燈泡U-I圖象如圖3所示，所用滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是下列四個(gè)選項(xiàng)中的C．
A．“5Ω 2A”B．“15Ω 2A”C．“25Ω 2A”D．“30Ω 2A”
（4）某次調(diào)節(jié)中，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小了△R₁，小燈泡的阻值變化了△R₂，則△R₁＞△R₂（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）因要求滑動(dòng)變阻器連入電路使之接入電路的阻值最大確定變阻器的連接；
（2）若電流表示數(shù)為0，說(shuō)明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓，說(shuō)明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的燈泡所在支路斷路了；
（3）由圖3，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律求變阻器連入電路中的最大電阻確定變阻器的規(guī)格；
（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻變小時(shí)，根據(jù)分壓原理確定變阻器的電壓變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律確定燈的電壓變化，由圖3得出電流的變化，確定燈的電阻的變化，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律判斷電路總電阻的變化，根據(jù)電阻的串聯(lián)規(guī)律得出電阻變化的大小關(guān)系．

解答 解：（1）因要求滑動(dòng)變阻器連入電路，使之接入電路的阻值最大，故應(yīng)將左下接線柱連入電路中，如下圖所示；

（2）由圖2可知，電流表示數(shù)為0，說(shuō)明電路可能斷路；圖中電壓表示數(shù)接近電源電壓，說(shuō)明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路了，即接線柱間⑥⑦之間發(fā)生了斷路；
（3）因電壓電壓為3V，由圖3可知，當(dāng)燈的電壓為0.5V，通過(guò)的電流為I=0.1A，因小明從滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí)開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律，此時(shí)變阻器連入電路中的最大電阻：
R_滑=$\frac{U-{U}_{1}}{I}$=$\frac{3V-0.5V}{0.1A}$=25Ω，
故選用C“25Ω 2A”的變阻器；
（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻R_滑變小時(shí)，根據(jù)分壓原理，變阻器的電壓變小，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈泡兩端電壓增大；由圖3知，通過(guò)燈的電流也增大，根據(jù)P=UI可知，燈的實(shí)際功率增大，燈絲溫度升高，燈泡電阻R_燈變大；
因通過(guò)燈的電流即電路中電流變大，說(shuō)明電路中的總電流變大，故總電阻R變��；
根據(jù)R=R_滑+R_燈可知，只有當(dāng)R_滑的減小量大于R_燈的增加量才會(huì)讓總電阻變小，即△R₁＞△R₂；
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）⑥⑦之間發(fā)生斷路；
（3）C；
（4）＞．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量小燈泡的電功率，考查電路的連接、故障的分析、額定功率的計(jì)算、器材的選擇及影響電阻大小因素．