Question

6．學(xué)校實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批“2.5V 0.75W”的小燈泡，小明想通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究小燈泡的額定功率是否符合規(guī)格．實(shí)驗(yàn)員提供了以下器材：待測(cè)小燈泡、銘牌為“10Ω 2A”、“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器各一個(gè)、電流表、電壓表、二節(jié)1.5V的干電池、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)．

（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整．
（2）電路連接完成后，閉合開(kāi)關(guān)，他們發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表沒(méi)有示數(shù)，電流表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，他們分析電路故障原因可能是B
A．小燈泡斷路 B．小燈泡短路 C．滑動(dòng)變阻器斷路
（3）故障排除后重新閉合開(kāi)關(guān)，小明在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，小燈泡兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍小，原因是：滑動(dòng)變阻器阻值太�。粦�(yīng)換用銘牌為50Ω1A的滑動(dòng)變阻器．
（4）小明更換器材繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P移到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)小燈泡兩端的電壓為2.1V；如果要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)該向B（選填“A”或“B”）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片．
（5）移動(dòng)滑片P，記錄多組電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制出如圖丙所示的I-U圖象．由圖可得小燈泡實(shí)測(cè)的額定功率為0.75W，該小燈泡符合（選填“符合”或“不符合”）制造規(guī)格；
（6）進(jìn)一步分析“U-I”關(guān)系圖象可知，小燈泡的電阻隨著它兩端電壓的升高而增大（選填“增大”、“減少”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）強(qiáng)電流表串聯(lián)在電路中，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流確定電流表的量程；
（2）電流表有示數(shù)說(shuō)明電路為通路，電壓表無(wú)示數(shù)示數(shù)說(shuō)明電壓表被短路；
（3）電路連接正確，不是連接故障問(wèn)題，而是器材的規(guī)格問(wèn)題，從滑動(dòng)變阻器規(guī)格方面考慮；
（4）根據(jù)電壓表的量程確定讀數(shù)；
要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)使其兩端的電壓等于額定電壓，從而可判斷滑片的移動(dòng)方向；
（5）先根據(jù)圖丙讀出燈泡兩端電壓等于額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后利用P=UI求出小燈泡的額定功率；
（6）根據(jù)圖象分析可知燈絲的電阻隨電壓升高而增大．

解答 解：（1）將電流表串聯(lián)在電路中，由P=UI得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.75W}{2.5V}$=0.3A，所以電流表選擇0～0.6A的量程，如圖所示：

（2）電流表有示數(shù)說(shuō)明電路為通路，電壓表無(wú)示數(shù)示數(shù)說(shuō)明與電壓表并聯(lián)部分被短路，即小燈泡短路；
（3）如果其它元件規(guī)格符合要求的情況下，滑動(dòng)變阻器總阻值太小，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器阻值太小時(shí)，滑動(dòng)變阻器分得的電壓小，使得小燈泡兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍小，應(yīng)換用銘牌為“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器；
（4）由圖乙知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.1V，要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)使其兩端的電壓等于2.5V，所以應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的阻值，將滑片向B端滑動(dòng)；
（5）根據(jù)圖丙可知，燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為0.3A，則其額定功率為：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W，所以此燈泡符合規(guī)格；
（6）由圖丙知，小燈泡的電阻隨著兩端的電壓升高而增大．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）B；（3）滑動(dòng)變阻器阻值太小；50Ω1A；（4）2.1；B；（5）0.75；符合；（6）增大．

點(diǎn)評(píng) 本題是“測(cè)量小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)，考查了實(shí)物連接、注意事項(xiàng)、歐姆定律和電功率計(jì)算公式的應(yīng)用，同時(shí)考查了燈絲電阻與溫度的關(guān)系，考查得比較全面．