Question

在測量標有“2.5V  0.3A”的小燈泡額定功率的實驗中，實驗室提供的器材有：電壓為6V的電源、電流表、電壓表、開關各一個，導線若干，兩個規(guī)格分別為“10Ω 1A”、“50Ω 1.5A”的滑動變阻器．

（1）完成此實驗應選用規(guī)格為

 

的滑動變阻器接入電路．
（2）選擇合適的器材后，按圖-1連接電路．閉合開關，發(fā)現小燈泡不亮，電壓表有示數，電流表無示數，此現象的原因是

 

．
（3）排除故障后進行實驗．根據實驗數據繪制了小燈泡中的電流隨其兩端電壓變化關系的圖象如圖-2．請在圖-3中標出電流表的示數為0.2A時指針的位置，從圖-2中找出此時對應的電壓值為

 

V．
（4）由圖-2圖象可知，小燈泡的額定功率為

 

W．
（5）從圖-2圖象還可看出，小燈泡燈絲的電阻隨電壓的增大而

 

（選填“增大”、“減小”或“不變”）．發(fā)生這種現象的原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）由串聯電路特點與歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器接入電路的阻值，然后根據該阻值選擇滑動變阻器．
（2）小燈泡不亮，電流表無示數，說明電路出現斷路現象；電壓表有示數，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連．
（3）直接表示出電流表的示數為0.2A時指針的位置；根據圖2讀出電流為0.2A時對應的電壓值．
（4）根據圖2讀出燈泡兩端電壓為2.5V時對應的電流值，然后利用P=UI求出小燈泡的額定功率．
（5）根據圖3找出電流隨電壓變化的關系，然后由歐姆定律的變形公式可判斷出燈絲電阻隨電壓如何變化．

解答：解：（1）燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
∵I=

U

R

，
∴此時滑動變阻器接入電路的阻值為R_滑=

U滑

I

3.5V

0.3A

≈11.67Ω，故滑動變阻器應選用規(guī)格為：“50Ω 1.5A”．
（2）小燈泡不亮，電流表無示數，說明電路有斷路現象；電壓表有示數，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連；因此故障為燈泡斷路；
（3）電流表的示數為0.2A時指針的位置，如下圖所示：
       
根據圖2可知，當電路中的電流為0.2A時，電壓表的示數為1V；
（4）根據圖2可知，當電壓表示數為2.5V時，通過燈泡的電流為0.3A，故燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）由圖3可知，隨電壓U增大，電路電流I也增大，并且△U＞△I，由歐姆定律的變形公式R=

U

I

可知燈絲電阻增大．
因為小燈泡的功率越大，燈絲溫度越高，燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
故答案為：（1）“50Ω 1.5A”；（2）小燈泡斷路；（3）1；（4）0.75；（5）增大；小燈泡的功率越大，燈絲溫度越高，燈絲電阻隨溫度發(fā)生了變化．

點評：本題考查了滑動變阻器的選擇、故障分析、求燈泡電功率以及燈絲電阻與溫度的關系等問題，是實驗的�？紗栴}；分析I-U圖象找出電壓對應的電流是求電功率的前提與關鍵．