Question

8．在測定“小燈泡額定電功率”的實驗中，小紅所在的實驗小組用的電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω，所用滑動變阻器R（20Ω   1A）．他們所設計的實物電路如圖甲所示．

（1）請你用筆畫線代替導線，將實物電路甲補充完整．（導線不能交叉）
（2）小紅同學閉合開關，移動滑片P到某一位置時，電壓表示數(shù)如圖乙所示為2V；若她想測量小燈泡的額定功率，應將圖甲中滑片P向右（選填“左”或“右”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（3）小紅同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，計算出小燈泡的額定功率是0.5W．
（4）若閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，分析故障的原因是燈泡斷路．
（5）利用所測數(shù)據(jù)計算小燈泡正常發(fā)光時燈絲的電阻為12.5Ω，在多次測量中還發(fā)現(xiàn)：當電壓表的示數(shù)增大時，電壓表與電流表的示數(shù)之比增大（選填“增大”、“減小”或“不變”），造成這一現(xiàn)象的原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而變大．

Answer 1

分析 （1）由小燈泡額定電壓確定電壓表選用的量程與燈并聯(lián)；
（2）燈在額定電壓下正常發(fā)光，根據(jù)圖中電壓表小量程讀數(shù)，比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確滑片移動的方向；
（3）燈在額定電壓下正常發(fā)光，根據(jù)圖丙額定電壓下的電流由P=UI求燈的額定功率，；
（4）若電流表無示數(shù)，燈不亮，說明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路了；
（5）由（3）中的數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律求燈正常發(fā)光時的電阻；因通過燈絲的電流隨燈電壓增大而變化，根據(jù)P=UI判斷燈的功率變化，根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的升高而變大，結合歐姆定律分析回答．

解答 解：（1）小燈泡額定電壓為2.5V，電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，如下所示：

（2）燈在額定電壓下正常發(fā)光，圖中電壓選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2V，小于燈的額定電壓2.5V，應增大燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向右移動，直到電壓表示數(shù)為額定電壓；
（3）小紅同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U圖象，由圖知，燈的額定電壓下的電流為0.2A，小燈泡的額定功率是：
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）經(jīng)分析，若閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，分析故障的原因是：燈泡斷路；
（5）利用（3）中的數(shù)據(jù)，計算小燈泡正常發(fā)光時燈絲的電阻為：
R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
因通過燈絲的電流隨燈電壓增大而變化，根據(jù)P=UI燈的功率變大，燈絲溫度升高，燈的電阻變大，因電壓表與電流表的示數(shù)之比即為燈的電阻，故當電壓表的示數(shù)增大時，電壓表與電流表的示數(shù)之比增大．
故答案為：（1）如上所示；（2）2；右；（3）0.5；（4）燈泡斷路；（5）12.5；增大；燈絲的電阻隨溫度的升高而變大．

點評 本題測定小燈泡額定電功率，考查電路的連接、操作過程、額定功率、電阻的計算、故障的分析及影響電阻大小的因素．