Question

【題目】在“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額定電壓為2.5伏，電阻大約為10歐，有兩個(gè)規(guī)格分別為“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器，電源電壓為6V。

（1）本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇規(guī)格為_____的滑動(dòng)變阻器；如圖甲所示，已有部分電路連好，請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電路連接完整；

（__________）

（2）閉合開(kāi)關(guān)后，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，燈泡一直不亮，電壓表無(wú)示數(shù)，電流表有示數(shù)，若電路中僅有一處故障，這個(gè)故障可能是：_____。

（3）排除故障后，移動(dòng)滑片，獲得多組對(duì)應(yīng)的電壓、電流值，繪出如圖乙的I﹣U圖象，則小電燈的額定功率為_____W，I﹣U圖象不為直線的原因是_____。

（4）完成實(shí)驗(yàn)后，該組同學(xué)又找來(lái)了幾個(gè)不同阻值的電阻代替小燈泡維續(xù)“探究電壓不變時(shí)，電流與電阻的關(guān)系”，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，該組同學(xué)做完第2次實(shí)驗(yàn)后，用15Ω的電阻替換10Ω的電阻，請(qǐng)寫(xiě)出接下來(lái)他所進(jìn)行的操作_____。

次數(shù)	1	2	3	4
電阻/Ω	5	10	15	20
電流/A	0.6	0.3	0.2	0.15

Answer 1

【答案】“50Ω 2A” 燈泡短路 0.5 燈絲的電阻隨溫度的升高而增大 將滑動(dòng)變阻器的滑片P向B端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為3V，完成第三次實(shí)驗(yàn)

【解析】

(1)[1]由于串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路中的電流是：

，

滑動(dòng)變阻器兩端的電壓是：

U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，

此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為：

，

由于大于滑動(dòng)變阻器“10Ω 1A”的最大阻值，所以，應(yīng)選規(guī)格為“50Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器；

[2]將電流表串聯(lián)在電路中，應(yīng)選擇0～0.6A的量程；電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，根據(jù)額定電壓，應(yīng)選擇0～3V的量程，電路連接如下圖：

(2)[3]閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路為通路，故障為短路；電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電壓表被短路，所以，電路故障可能為燈泡短路；

(3)[4]由圖象知道，燈泡正常發(fā)光的電流為0.2A，所以，小燈泡的額定功率是：

P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；

[5]小燈泡的電流隨電壓變化的圖象不是一條直線，說(shuō)明小燈泡的電阻不是定值，并且燈絲的電阻隨電壓的增大而升高，原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；

(4)[6]由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知道，電阻兩端的電壓是：

5Ω×0.6A＝3V

且保持不變；當(dāng)用15Ω的電阻替換10Ω的電阻，定值電阻兩端分得電壓增大，為保證定值電阻兩端的電壓保持不變，由串聯(lián)電路的分壓原理知道，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向B端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為3V，完成第三次實(shí)驗(yàn)。