Question

【題目】小明利用如圖甲所示電路測定小燈泡的功率．被測小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω左右．實驗室有如下器材：電源（電壓為6V）、電流表（0～0.6A 0～3A）、電壓表（0～3V 0～15V）、開關(guān)各一個、導(dǎo)線若干、滑動變阻器三只：R1（20Ω 0.5A）、R2（50Ω 0.5A）、R3（500Ω 1A）．
（1）實驗前在檢查儀器時，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示，則接下來的操作是 ． 正確連接電路閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器滑片，燈泡都不亮，電壓表示數(shù)接近6V，電流表示數(shù)幾乎為0，電路的故障可能是 ．
（2）排除電路故障后，閉合開關(guān)，改變滑動變阻器的阻值，多次測量，小明畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖象（如圖丙），則小燈泡的額定功率為W．在多次測量中，小明還發(fā)現(xiàn)：當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時，電壓表與電流表的示數(shù)之比 ． （選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）小明又取了一個規(guī)格、型號完全相同的舊燈泡進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)在額定電壓下工作時，燈泡亮度明顯偏暗，小明仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)這只燈泡的玻璃內(nèi)壁變黑．燈泡亮度偏暗的原因是燈絲發(fā)光時發(fā)生（選填物態(tài)變化名稱）而變細(xì)，消耗的實際功率變的緣故（選填“大、�。�．
（4）燈泡的功率測量完畢，小明用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻更換電路中的燈泡，探究電流跟電阻的關(guān)系，得到如圖丁所示的電流I隨電阻R變化的圖象，則小明應(yīng)選用滑動變阻器（選填“R1”、“R2”或“R3”）．若某次實驗中滑動變阻器連入的阻值為14Ω，則所選定值電阻的阻值為 ．

Answer 1

【答案】
（1）將電流表指針調(diào)零；燈泡斷路
（2）0.625；變大
（3）升華；小
（4）R2；10Ω
【解析】解：（1）①電流表指針沒有指在零刻度線上，應(yīng)先對電流表調(diào)零；②電路正確連接后，閉合開關(guān)，移動滑片P，發(fā)觀燈泡總不亮，且電流表無示數(shù)，但電壓表示數(shù)接近6V，則故障原因可能是燈泡斷路；（2）由圖象知，在額定電壓下，通過燈泡的電流為I=0.25A，所以燈泡的額定功率為P額=U額I=2.5V×0.25A=0.625W； 由圖象知，當(dāng)電壓為0.5V時，對應(yīng)的電流為0.1A，電壓與電流比值大小為5Ω；當(dāng)電壓為2.5V時，對應(yīng)的電流為0.25A，電壓與電流的比值為10Ω…，所以，當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時，電壓表與電流表的示數(shù)之比變大；（3）燈絲發(fā)光時溫度很高，鎢絲由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)發(fā)生升華現(xiàn)象而變細(xì)；根據(jù)影響電阻大小的因素，在材料、溫度、長度不變的情況下，燈絲變細(xì)，電阻增大，由公式P= 知，在兩端電壓一定時，消耗的功率變小，即實際功率減小，燈變暗；（4）電源電壓為6V；由圖象知，電阻兩端的電壓為U=IR=0.5A×5Ω=2.5V保持不變；則變阻器兩端的電壓始終為U滑=6V﹣2.5V=3.5V；
當(dāng)選用5Ω的電阻時，對應(yīng)的電流值為0.5A時，變阻器的阻值最小R小= =7Ω，；當(dāng)選用25Ω的電阻時，電流為值為0.1A時，變阻器連入電路中的阻值最大R大= =35Ω＞20Ω，所以變阻器應(yīng)選用R2（電路中的最大電流不超過變阻器允許的最大電流0.5A）；
若某次實驗中，滑動變阻器連入的阻值為14Ω，此時電路中的電流大小I′= ，因定值電阻的電壓為2.5V，所以定值電阻的大小R定= ═10Ω．
所以答案是：（1）將電流表指針調(diào)零；燈泡斷路；（2）0.625；變大；（3）升華；��；（4）R2；10Ω．
【考點精析】根據(jù)題目的已知條件，利用影響電阻大小的因素和歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識可以得到問題的答案，需要掌握決定電阻大小的因素：導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它的大小決定于導(dǎo)體的：材料、長度、橫截面積和溫度．（電阻與加在導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流無關(guān)）；歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．