Question

在測量標(biāo)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(guān)各一個，導(dǎo)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(yīng)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(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，此現(xiàn)象的原因是

 

．
（3）排除故障后進行實驗．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了小燈泡中的電流隨其兩端電壓變化關(guān)系的圖象如圖-2．請在圖-3中標(biāo)出電流表的示數(shù)為0.2A時指針的位置，從圖-2中找出此時對應(yīng)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(xiàn)象的原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）由串聯(lián)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(jù)該阻值選擇滑動變阻器．
（2）小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路出現(xiàn)斷路現(xiàn)象；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連．
（3）直接表示出電流表的示數(shù)為0.2A時指針的位置；根據(jù)圖2讀出電流為0.2A時對應(yīng)的電壓值．
（4）根據(jù)圖2讀出燈泡兩端電壓為2.5V時對應(yīng)的電流值，然后利用P=UI求出小燈泡的額定功率．
（5）根據(jù)圖3找出電流隨電壓變化的關(guān)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(yīng)選用規(guī)格為：“50Ω 1.5A”．
（2）小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路有斷路現(xiàn)象；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)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(shù)為0.2A時指針的位置，如下圖所示：
       
根據(jù)圖2可知，當(dāng)電路中的電流為0.2A時，電壓表的示數(shù)為1V；
（4）根據(jù)圖2可知，當(dāng)電壓表示數(shù)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(guān)系等問題，是實驗的常考問題；分析I-U圖象找出電壓對應(yīng)的電流是求電功率的前提與關(guān)鍵．