Question

9．在“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω左右，可供選用的滑動(dòng)變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為5Ω、50Ω．

（1）應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是R₂（選填“R₁”或“R₂”）．
（2）圖甲是小明所連接的實(shí)驗(yàn)電路，其中存在連接錯(cuò)誤，但只需改動(dòng)一根導(dǎo)線(xiàn)，即可使電路連接正確．請(qǐng)你在應(yīng)改動(dòng)的導(dǎo)線(xiàn)上打“×”，并用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)畫(huà)出正確的接法．
（3）小明改正電路后連接好電路，并按正確的順序操作，但閉合開(kāi)關(guān)后燈不亮，電壓表沒(méi)有示數(shù)，電流表有示數(shù)．小明猜想有下面四種可能，其中正確的是：C．
A．可能是燈絲斷了           B．可能是變阻器斷路
C．可能是小燈泡短路         D．可能是電流表斷路
（4）如圖乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪成小燈泡的U-I圖象，分析圖象可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由最左端向右端移動(dòng)時(shí)，小燈泡的電阻將變大（選填“變大”、“不變”或“變小”）．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡額定電壓和電阻，求出燈泡額定電流．
滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)．根據(jù)測(cè)量電路電壓特點(diǎn)，求出燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電壓，求出滑動(dòng)變阻器的電阻．
（2）測(cè)燈泡電功率，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，測(cè)燈泡兩端電壓，分析圖示電路圖，然后答題．
（3）燈泡不亮，燈泡斷路或短路；電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路不存在斷路；電壓表無(wú)示數(shù)，電壓表斷路或與它并聯(lián)的電路短路，綜合分析可得出結(jié)論．
（4）滑動(dòng)變阻器滑片向左移，滑動(dòng)變阻器接入電路的長(zhǎng)度變短，電阻變小，電路總電阻變小，電路電流增大，燈泡電壓增大，溫度升高，燈絲電阻增大．

解答 解：（1）電源電壓U=6V，燈泡正常工作時(shí)，燈泡額定電壓U_燈=2.5V，與燈串聯(lián)的滑動(dòng)變阻器分壓U_滑=6V-2.5V=3.5V，
燈泡電阻約R_燈=10Ω，電路電流I=$\frac{{U}_{燈}}{{R}_{燈}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，滑動(dòng)變阻器電阻R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₂．
（2）電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，由圖示電路圖可知，電壓表并聯(lián)在燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)電路兩端，電壓表連接錯(cuò)誤，修改后的電路圖如圖所示：

（3）閉合開(kāi)關(guān)，燈泡不亮，燈泡斷路或短路；電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路不存在斷路；電壓表無(wú)示數(shù)，電壓表斷路或與它并聯(lián)的電路短路，綜合分析知燈泡故障原因是：C燈泡短路．
（3）由圖示電路圖可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由最左端向右端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的長(zhǎng)度變短，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小，電路總電阻變小，電路電流增大，燈泡兩端電壓增大，由圖示圖象可知，隨燈泡電壓增大，通過(guò)燈泡的電流增大，電壓與電流的比值增大，燈泡電阻變大．
故答案為：（1）R₂；（2）電路圖如圖所示；（3）C；（4）變大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、修改電路圖、電路故障分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等問(wèn)題；滑動(dòng)變阻器規(guī)格的選擇：選擇滑動(dòng)變阻器要考慮滑動(dòng)變阻器的電阻和電流，滑動(dòng)變阻器的電阻在電路是否夠用，但又不能太大；滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的電流大于電路最大電流．