Question

1．下列甲圖是某實驗小組探究小燈泡功率所用的器材，已知小燈泡的額定電壓為2.5V．
①請你用筆畫線代替導線，將甲圖實物連接完整．要求：滑動變阻器的滑片向右移動時小燈泡亮度變亮，連線不能交叉．

試驗次數(shù)	電壓V	電流A
1	3.0	0.28
2	2.5	0.25
3		0.18

②該組同學連接好電路，將滑片P移到A端（選填A或B），并用開關(guān)試觸，
檢查無誤后，閉合開關(guān)，并調(diào)節(jié)滑片P，雖然兩表示數(shù)能夠發(fā)生變化，但發(fā)現(xiàn)燈泡電壓無法降低到2.5V，其原因可能是滑動變阻器最大電阻值太�。�
③從表中數(shù)據(jù)可算出該燈泡的額定功率是0.625W；
④細心的同學觀察表中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，雖然是同一燈泡，但燈泡中的電流與其兩端的電壓并不成正比，請你分析其原因是燈絲電阻隨溫度變化而變化．
⑤小明想利用如圖甲所示的電路探究電流跟電阻的關(guān)系．他把電源更換成電壓為6V且保持不變，選擇了阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．實驗中，小明用5Ω的電阻做完實驗后，閉合開關(guān)，移動滑片，使電壓表示數(shù)2.5V時，讀出電流表的示數(shù)．可以得出結(jié)論：電壓一定時，電流與電阻成反比．為完成整個實驗，應(yīng)該選取最大阻值不小于35Ω的滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）電流表應(yīng)與被測電路串聯(lián)，滑動變阻器接入電路時應(yīng)采用“一上一下，各用一個”的接法并根據(jù)要求選合適的接線柱；
（2）閉合開關(guān)前，為保護電路，滑片應(yīng)處于最大阻值處；為使燈泡電壓降低到2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路具有分壓作用分析此時變阻器分擔的電壓過小的原因即可．
（3）額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出小燈泡的額定功率；燈絲電阻隨溫度變化而變化，從電阻大小的影響因素上分析；
（4）燈絲電阻隨溫度變化而變化，從電阻大小的影響因素上分析；
（5）根據(jù)串分壓的知識，當電阻值為25Ω時，所需的滑動變阻器的阻值最大，根據(jù)圖象確定電路中電流，由R=$\frac{U}{I}$計算出電路中的總電阻，從而計算出滑動變阻器的阻值．

解答 解：①由表格數(shù)據(jù)可知，電流表應(yīng)采用0-0.6A量程并與燈泡串聯(lián)，滑動變阻器的滑片向右移動時小燈泡亮度變亮，即接入電路的電阻變小，故應(yīng)采用右下接線柱，如圖所示；
②閉合開關(guān)前，滑片處于最大阻值處，滑動變阻器接入右半段，滑片處于最左端，即A端．實驗過程中，移動滑動變阻器滑片，改變燈泡兩端的電壓，完成多次實驗；若燈泡電壓無法降低到2.5V，即此時變阻器分擔的電壓過�。桓鶕�(jù)串聯(lián)電路具有分壓作用可知：滑動變阻器最大電阻值太��；
③由表可知：電壓達到2.5V時，通過小燈泡的電流為0.25A；則小燈泡的額定功率：P_額=U_額I_額=2.5V×0.25A=0.625W；
④當通過燈絲的電流增大時，燈絲的溫度升高，燈絲的電阻增大；所以燈泡的電阻是與通過燈絲的溫度有關(guān)的，即燈絲電阻隨溫度變化而變化；
由圖知，電路的最小電流I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{2.5V}{25Ω}$=0.1A，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_R=6V-2.5V=3.5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器接入電路的阻值：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.1A}$=35Ω，即滑動變阻器的阻值不能小于35Ω．
故答案為：①如圖；②A；滑動變阻器最大電阻值太��；③0.625；④燈絲電阻隨溫度變化而變化；⑤電流與電阻成反比；35．

點評 此題是測量額定功率的實驗，首先要掌握功率的計算公式，理解額定功率的概念，才能簡單應(yīng)對有關(guān)滑動變阻器的作用及額定功率的計算問題，有關(guān)電路的連接及電表的讀數(shù)都是基礎(chǔ)性內(nèi)容．