Question

12．一個(gè)額定電壓為2.5V的小燈泡，正常工作時(shí)的電阻約為10Ω，小明想探究小燈泡的電流與其兩端電壓的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：電源（電壓恒為6V）、電壓表、電流表、“50Ω　0.5A”的滑動(dòng)變阻器、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干．
（1）請(qǐng)你幫助小明用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整，要求滑片位于最右端B時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值最大．
（2）正確連線后，小明將滑片置于最右端，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，兩電表無示數(shù)．為判斷故障，小明將電壓表改接在滑動(dòng)變阻器下面兩接線柱上，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)．則電路發(fā)生故障的原因是滑動(dòng)變阻器斷路．
（3）排除故障后，小明移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，記下多組電流表及對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)，并畫出圖乙所示的I-U圖象．從圖象可看出，當(dāng)電壓較高時(shí)，電流與電壓并不成正比，其原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（4）由圖象信息可知，小燈泡的額定功率為0.5W，小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為17.5Ω．

Answer 1

分析 （1）將滑動(dòng)變阻器一上一下串聯(lián)在電路中，根據(jù)要求判斷下端所接的接線柱；
（2）通過小燈泡不亮，兩電表無示數(shù)，判斷出電路中出現(xiàn)斷路，然后根據(jù)具體情況判斷斷路處；
（3）根據(jù)燈絲電阻隨溫度的升高而增大的特點(diǎn)進(jìn)行分析；
（4）判斷出額定電壓和電流，根據(jù)P=UI計(jì)算額定電功率，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算電阻值．

解答 解：（1）將滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，滑片位于最右端B時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值最大，則滑動(dòng)變阻器的下面應(yīng)接左邊的接線柱，如圖所示：

（2）小燈泡不亮，兩電表無示數(shù)，則電路斷路，將電壓表改接在滑動(dòng)變阻器下面兩接線柱上，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，則說明與電壓表并聯(lián)的滑動(dòng)變阻器斷路；
（3）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，當(dāng)電壓升高時(shí)，燈泡的亮度增大，燈絲的溫度升高，所以當(dāng)電壓較高時(shí)，電流與電壓并不成正比；
（4）由圖象知，當(dāng)U=2.5V時(shí)，燈泡中的電流I=0.2A，所以P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U=6V-2.5V=3.5V，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）滑動(dòng)變阻器斷路；（3）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（4）0.5；17.5．

點(diǎn)評(píng) 本題是電學(xué)實(shí)驗(yàn)題，主要考查了滑動(dòng)變阻器的連接、電路故障的分析、燈絲電阻與溫度的關(guān)系及電功率、電阻的計(jì)算，考查全面，綜合性較強(qiáng)．