Question

【題目】如圖所示，在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡的電阻約為10Ω。

(1)有兩個不同規(guī)格的滑動變阻器：甲標(biāo)有“5Ω 1A”乙標(biāo)有“20Ω 2A”，實驗時應(yīng)該選擇滑動變阻器_____（選填“甲”或“乙”）；

(2)請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將甲圖中的實物圖連接完整（要求滑動變阻器的滑片P向B端移動時小燈泡變暗）；

（________）

(3)某小組連接好電路后，檢查連線正確，但閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)出明亮的光且很快熄滅，出現(xiàn)這一故障的原因可能是_____。排除故障后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片P到某處，電壓表的示數(shù)如乙圖所示，若要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖中的滑片P向_____（選填“A”或“B”）端移動，電壓表的示數(shù)為2.5V，此時電流表的示數(shù)如丙圖所示，則小燈泡的額定功率為_____W；

(4)測出小燈泡的額定功率后，某同學(xué)又把小燈泡兩端電壓調(diào)為額定電壓的一半，發(fā)現(xiàn)測得的功率并不等于其額定功率的四分之一，其原因是_____；

(5)若將小燈泡換成定值電阻Rx，且電路連接完好，還可以完成的實驗是_____（填標(biāo)號）

A．探究電流與電壓的關(guān)系

B．探究電流與電阻的關(guān)系

(6)小明用上面的實驗器材測量電阻Rx阻值時，發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞，重新設(shè)計電路，選了一個阻值已知的R1，連接電路如圖丁所示，他先將導(dǎo)線C端接到電流表“﹣”接線柱上，電流表讀數(shù)為I1，后將導(dǎo)線C端接到電流表“3”接線柱上，電流表讀數(shù)為I2，則Rx的阻值為_____（用已知字母表示）。

Answer 1

【答案】乙 變阻器連入電路的電阻太小 A 0.8 燈的電阻隨溫度的變化而變化 A

【解析】

(1)小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡的電阻約為10Ω，由歐姆定律求出燈的額定電流為，燈正常發(fā)光時，由串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律求出變阻器連入的電阻，從而確定應(yīng)該選擇滑動變阻器；

(2)根據(jù)滑動變阻器的滑片P向B端移動時小燈泡變暗確定變阻器的連接；

(3)連接電路過程中，開關(guān)需斷開，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最大阻值處；根據(jù)圖乙讀出電壓表的示數(shù)；根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，要增大電阻兩端的電壓，應(yīng)減小滑動變阻器的阻值，當(dāng)電壓為額定電壓時，燈泡正常發(fā)光；根據(jù)圖丙讀出電流表的示數(shù)，由計算出電功率的值；

(4)根據(jù)，當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓的一半，根據(jù)燈的電阻隨溫度的變化而變化分析；

(5)已知電阻值，電路可測電阻兩端的電壓，流過電阻的電流，據(jù)此判斷可完成哪個實驗；

(6)分析開關(guān)時電路的連接及電流表測量的電流，根據(jù)歐姆定律求出電源電壓；根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)得，得出通過Rx的電流； 由歐姆定律得出待測電阻的表達(dá)式。

(1)[1]電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡的電阻約為10Ω，由歐姆定律，燈的額定電流為：

，

燈正常發(fā)光時，由串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律，變阻器連入的電阻約為：

，

故實驗時應(yīng)該選擇滑動變阻器乙；

(2)[2]滑動變阻器的滑片P向B端移動時小燈泡變暗，即電流變小電阻變大，故變阻器左下接線柱連入電路中與燈串聯(lián)，如下所示：

(3)[3]某小組連接好電路后，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)出明亮的光且很快熄滅，說明閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片沒有在阻值最大處，即滑動變阻器的阻值太小，致使燈泡燒壞；

[4]由圖乙知，電壓表的量程應(yīng)為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為1.8V；燈泡兩端電壓低于額定電壓，為使其正常發(fā)光，應(yīng)減小滑動變阻器的阻值，將滑片向左端即A端滑動，使電壓表的示數(shù)為2.5V為止；

[5]由圖丙知，電流表的量程應(yīng)為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.32A，則小燈泡的額定功率為：

；

(4)[6]若燈泡的電阻不變，根據(jù)，燈泡兩端電壓為額定電壓的一半，實際功率為額定，而實際中燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，故測得的功率不等于其額定功率的；

(5)[7]A．把小燈泡換成定值電阻后，電阻阻值R一定，由電壓表可測出電阻兩端的電壓U，電流表可測流過電阻的電流，移動變阻器的滑片可多次實驗，因此利用該電路可完成“探究電流與電壓的關(guān)系”關(guān)系實驗，A可行；

B．探究電流與電阻的關(guān)系時，要記錄電流隨電阻的變化關(guān)系，則實驗中只有一個電阻，B不可行；

故選A；

(6)[8]將導(dǎo)線C端接到電流表“﹣”接線柱上，R1與Rx并聯(lián)，此時電流表測干路總電流I1，將導(dǎo)線C端接到電流表“3”接線柱上，R1與Rx并聯(lián)，此時電流表測通過R1的電流I2，則定值電阻R1兩端電壓：

，

因并聯(lián)電路，故為電源電壓：

，

根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)得，通過Rx的電流為：

，

故電阻Rx的表達(dá)式為：

。