Question

【題目】在“測量額定電壓為2.5V小燈泡L的額定功率”的實驗中,小明同學(xué)連接的電路如圖甲所示:

(1)在閉合開關(guān)前,小明檢查發(fā)現(xiàn)電路連接有誤。請你只改動一根導(dǎo)線,在錯誤的導(dǎo)線上畫“×”并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確。

（________）

(2)小明正確連接電路后,閉合開關(guān),改變滑動變阻器滑片的位置,獲得多組對應(yīng)的電壓電流值,繪制出如圖乙所示的圖象,則小燈泡L的額定功率是_________W.

(3)觀察乙圖的圖象,小明還發(fā)現(xiàn),通過小燈泡的電流和小燈泡兩端的電壓不成正比,這是因為燈絲的電阻隨溫度的升高而_________(填“增大”、“不變”或“減小”).

(4)實驗結(jié)束后,小明又發(fā)現(xiàn)旁邊有一個標有額定電壓為1.5V的小燈泡L2,他靈機一動又設(shè)計出了如圖丙所示電路。利用電流表和小燈泡L1,根據(jù)上述實驗結(jié)果測量出了小燈泡L2的額定功率,請你將實驗過程補充完整:

①閉合開關(guān)S、S1,斷開開關(guān)S2,移動滑動變阻器的滑片,使電流表的示數(shù)為I1=_____A,小燈泡L2正常發(fā)光；

②滑動變阻器的滑片保持在實驗①中的位置不動，___________(填開關(guān)閉合、斷開情況),讀出電流表的示數(shù)為I2；

③小燈泡L2的額定功率表達式為P=___________(用題中已知量和測量量表示）。

Answer 1

【答案】 0.5 增大 0.15 閉合開關(guān)S、S2，斷開開關(guān)S1 1.5V×（I2-0.15A）

【解析】

（1）測小燈泡的電功率中電流表、滑動變阻器應(yīng)與燈泡串聯(lián)，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，由此分析錯誤并修改；
（2）根據(jù)繪制出如圖乙所示的圖象找出當(dāng)燈的電壓為2.5V時電流大小，根據(jù)P=UI求小燈泡L的額定功率；
（3）電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān)；
（4）在沒有電壓表的情況下，燈與電流表起到電壓表的作用：燈在額定電壓下正常發(fā)光，L2的額定電壓為1.5V，由圖乙可知，燈L在1.5V電壓下的電流為0.15A，通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，故使電流表與燈L串聯(lián)，再與燈L2并聯(lián)，使電流表示數(shù)為0.15A；滑動變阻器的滑片保持在實驗①中的位置不動，再通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，使電流表測兩燈的總電流，因電路的連接不變，各用電器的電阻大小和電流不變，燈L2仍正常工作，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，求出其額定電流，根據(jù)P=UI求燈L2的額定功率。

（1）測小燈泡的電功率中，電流表、滑動變阻器應(yīng)與燈泡串聯(lián)，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，圖中電流表與燈泡并聯(lián)，電壓表與燈泡串聯(lián)了，只有一根導(dǎo)線連接錯誤，可作如圖所示修改：

（2）根據(jù)繪制出如圖乙所示的圖象，當(dāng)燈的電壓為2.5V時，電流大小為0.2A，則小燈泡L的額定功率：PL=UI=2.5V×0.2A=0.5W；

（3）觀察乙圖的圖象，通過小燈泡的電流和小燈泡兩端的電壓不成正比，根據(jù)得到R不是定值，這是因為燈絲的電阻隨溫度的升高而變大；

（4）①閉合開關(guān)S、S1，斷開開關(guān)S2，移動滑動變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為I=0.15A；

②滑動變阻器的滑片保持在實驗①中的位置不動，閉合開關(guān)S、S2，斷開開關(guān)S1，讀出電流表的示數(shù)為I2；

③在①中，由圖乙可知，燈L的電流為0.15A時，對應(yīng)的電壓為1.5V，根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律，小燈泡L2的電壓為1.5V，小燈泡L2正常發(fā)光；

在②中，電流表測兩燈的總電流，因電路的連接不變，各用電器的電阻大小和電流不變，燈L2仍正常工作，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，L2的額定電流：I′=I2-0.15A，燈L2的額定功率：P=U′I′=1.5V×（I2-0.15A）。