Question

20．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“10Ω1A”、“50Ω2A”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50Ω2A的滑動(dòng)變阻器；若實(shí)驗(yàn)中，移動(dòng)滑片，獲得多組對(duì)應(yīng)的電壓、電流值，繪出如上I-U圖象，則小電燈的額定功率為0.5W；I-U圖象不為直線的原因是電燈的電阻隨溫度的升高而增大．
（2）完成試驗(yàn)后，該組同學(xué)又找來了幾個(gè)不同阻值的電阻代替小燈泡繼續(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)寫出接下來他所進(jìn)行的操作將滑動(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)．

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

分析 （1）已知燈泡額定電壓與燈泡阻值，由歐姆定律可以求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流；由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，然后由歐姆定律求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，根據(jù)該阻值選擇滑動(dòng)變阻器；該圖象不是直線，即電壓和電流的比值不是定值，說明小電燈發(fā)光的過程中，影響電阻大小的因素發(fā)生了變化；
（2）用15Ω的電阻替換10Ω的電阻，閉合開關(guān)后，由于電路總電阻變大，電路電流變小，滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大，由于電源電壓不變，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)知，電阻兩端電壓變大，要保持電阻兩端電壓不變，應(yīng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，燈泡兩端的電壓減小，以保證電阻兩端的電壓保持不變．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)電路電流約為I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A；
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，
大于滑動(dòng)變阻器“10Ω1A”的最大阻值，實(shí)驗(yàn)時(shí)不能選該滑動(dòng)變阻器，
因此應(yīng)選規(guī)格為“50Ω2A”的滑動(dòng)變阻器；
由圖可知，小燈泡的額定功率為P=UI=2.5C×0.2A=0.5W；
小燈泡的電流隨電壓變化的圖象不是一條直線，說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，即燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（2）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，電阻兩端的電壓為5Ω×0.6A=3V保持不變；為保證電阻兩端的電壓保持不變，用15Ω的電阻替換10Ω的電阻，閉合開關(guān)后，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)；
故答案為：（1）“50Ω2A”；0.5；電燈的電阻隨溫度的升高而增大；（2）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)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選取、圖象的分析、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)等問題，是實(shí)驗(yàn)的�？純�(nèi)容，要掌握．