Question

【題目】小穎小組在做“測量小燈泡電功率”的實驗中，實驗室有如下器材：電源（電壓恒為6V），小燈泡L（額定電壓為2.5V，燈絲電阻約為10Ω），電流表、電壓表、開關、規(guī)格分別為“10Ω 1A”的滑動變阻器R1和“50Ω 0.5A”的滑動變阻器R2各一個，導線若干。

（1）請用筆畫線代替導線，幫小穎將如圖甲中的電路連接完整。

（_______）

（2）為了順利完成實驗，小穎應選用規(guī)格為_____（選填“R1”或“R2”）的滑動變阻器。

（3）連接電路后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，原因可能是_____。

（4）移動滑動變阻器滑片P的位置。獲得多組對應的電壓值和電流值，繪制小燈泡U﹣I圖象如圖乙所示，小燈泡的額定功率為_____W．分析乙中圖象發(fā)現(xiàn)小燈泡電阻是變化的，影響其變化的主要原因是_____。

（5）小穎小組通過分析認為，如果增加已知阻值的定值電阻R0，只利用一只電流表，通過簡單操作（開關S接“a”、“b”各一次）也能測量小燈泡的額定功率，圖丙、丁是他們設計的兩種電路圖，其中能完成測量的是電路圖_____。

Answer 1

【答案】 R2 燈泡斷路 0.625 燈絲的電阻隨溫度的變化而變化 丙

【解析】

第一空．小燈泡L額定電壓為2.5V，所以，電壓表應選用小量程與燈并聯(lián)，電路連接如下所示：

第二空．電源（電壓恒為6V），小燈泡L（額定電壓為2.5V，燈絲電阻約為10Ω），由歐姆定律，燈的額定電流是：
＝0.25A，
由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知道，燈正常發(fā)光時，變阻器的電壓是：
6V﹣2.5V＝3.5V，
由歐姆定律知道，變阻器連入電路中的電阻是：
＝14Ω，
從電阻和電流大小考慮，應選用規(guī)格為R2的滑動變阻器；

第三空．經分析，連接電路后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，原因可能是燈泡斷路。

第四空．由U﹣I圖象知道，燈在額定電壓下的電流為0.25A，所以，小燈泡的額定功率是：
P＝U額定I＝2.5V×0.25A＝0.625W；

第五空．由乙中圖象知道，小燈泡的U﹣I圖像是一條曲線，即電阻是變化的，造成這種變化的主要原因是：燈絲的電阻隨溫度的變化而變化；

第六空．圖丙中，干路開關閉合，S接b，電流表測電阻R0的電流，燈與電阻R0并聯(lián)，電流表示數為，燈的電壓為2.5V，燈會正常發(fā)光；當S接a時，電流表測量的是干路中的電流，因電路的連接關系沒有改變，各電阻的大小和通過的電流不變，燈仍正常發(fā)光，根據并聯(lián)電路電流關系可以求出燈泡的額定電流，根據P＝UI能求出燈泡的額定功率，故圖丙可以；圖丁中，S接b時，測的是燈泡的電流，接a時，測量通過R0的電流，不能確定燈是否正常發(fā)光，故不能求出燈的額定功率，即圖丁不可以。