Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用“伏安法”測量小燈泡電功率，待測小燈泡額定電壓為2.5V，小燈泡的額定功率不超過1W.

（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖甲中實(shí)物電路的連接，連線時(shí)導(dǎo)線不能交叉.

（______________）

（2）小明同學(xué)連接好電路后，閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)燈光特別亮，這表明他在閉合開關(guān)前沒有______；問題解決后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片到某位置時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，要測量小燈泡的額定功率，則應(yīng)把變阻器的滑片向______端移動(dòng).

（3）實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們記錄了多組小燈泡兩端的電壓及對(duì)應(yīng)通過小燈泡的電流值，并描繪出小燈泡的電流隨其電壓變化的關(guān)系圖象，如圖丙所示，則小燈泡的額定功率是______W，此時(shí)燈絲的電阻是______Ω(保留一位小數(shù)).小明分析圖丙中的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，其原因是：______.

（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在某位置時(shí)，電流表讀數(shù)為0.2A，此時(shí)燈的實(shí)際功率為______W.

（5）完成上述實(shí)驗(yàn)后，老師請(qǐng)同學(xué)們思考：如果不用電流表，再增加一個(gè)開關(guān)和阻值為R0的定值電阻，也能測出小燈泡的額定功率.下面是同學(xué)們設(shè)計(jì)的四個(gè)電路，你認(rèn)為可行的是______.(填選項(xiàng))

A. B. C. D.

（6）同學(xué)們繼續(xù)用上圖所示裝置來探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系.首先把2歐姆的電阻接入原來小燈泡的位置，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，依次測得數(shù)據(jù)如表一.由表一可歸納出：______.

（7）然后研究電壓不變情況下電流與電阻的關(guān)系. 其操作步驟是分別把1Ω、2Ω、3Ω的電阻接入原小燈泡的位置，立即閉合開關(guān)記錄讀數(shù)如表二所示.由表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，通過導(dǎo)體的電流跟它的電阻不成反比，其原因可能是遺漏了重要的操作步驟，此步驟是：______.

表一

次數(shù)	電阻R=2Ω
	電壓（V）	電流（A）
1	1	0.5
2	1.6	0.8
3	2	1

表二

次數(shù)	電壓（V）	電流（A）
1（R=1Ω）	0.6	0.6
2（R=2Ω）	1	0.5
3（R=3Ω）	1.3	0.43

Answer 1

【答案】 置于滑動(dòng)變阻器的阻值最大處 左 0.75 8.3 燈絲的電阻隨溫度的升高而增大 0.2 B 詳見解析 詳見解析

【解析】

(1)[1]小燈泡額定電壓為2.5V，電壓表的量程選擇0-3V，電壓表和燈泡并聯(lián)，燈泡額定電流為

I==0.4A，

電流表選擇0-0.6A的量程，電流表串聯(lián)在電路中，如圖所示：

(2)[2]閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)燈光特別亮，原因是滑片P沒有置于滑動(dòng)變阻器的阻值最大處；

[3]由圖乙可知，電壓表量程應(yīng)選擇0～3V，分度值為0.1V，所以電壓表示數(shù)為0.6V，低于額定電壓，所以應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的阻值，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)向左端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)等于2.5V；

(3)[4]由圖象可知，當(dāng)電壓為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A，所以燈泡的額定功率：

P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；

[5]由歐姆定律可得燈泡此時(shí)的電阻：

R=≈8.3Ω；

[6]由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，所以I-U圖象不是直線；

(4)[7]由圖丙可知，電流為0.2A時(shí)，小燈泡兩端的電壓是1V，燈的實(shí)際功率：

P實(shí)=U′I′=1V×0.2A=0.2W；

(5)[8]沒有電流表的情況下，利用定值電阻和電壓表代替電流表與燈泡串聯(lián)，首先使燈泡兩端的電壓等于2.5V，然后測出此時(shí)定值電阻兩端的電壓，便可求出電路中的電流，根據(jù)P=UI計(jì)算出燈泡的額定電功率，圖B中只閉合S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表的示數(shù)等于2.5V，斷開S2，閉合S1，滑片不動(dòng)，電壓表測R0和燈泡的總電壓，然后得出定值電阻兩端的電壓，便可求出電路中的電流，根據(jù)P=UI計(jì)算出燈泡的額定電功率；故B符合題意；A、D選項(xiàng)不能使電壓表的示數(shù)等于2.5V；C選項(xiàng)電壓表不能測得R0兩端的電壓，故ACD不符合題意；

(6)[9]由表一數(shù)據(jù)可知，在電阻不變的情況下，導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比；

(7)[10]要探究電流和電阻的關(guān)系，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)不變，由于漏掉了這一步，所以不能得出電流和電阻的反比例關(guān)系。