Question

小明在進行“測量小燈泡電功率”的實驗時，實驗臺上給他提供器材：6V蓄電池、電流表（0～0.6A、0～3A）、電壓表（0～3V、0～15V）、滑動變阻器，額定電壓為2.5V的小燈泡、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干．
（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，幫小明將圖甲的實驗電路連接完成．
（2）閉合開關(guān)前滑片P應(yīng)置于滑動變阻器的________（填“C”或“D”） 端．
（3）連好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，原因可能是________．
（4）排除故障后，小明繼續(xù)實驗，分別記下了多組對應(yīng)原電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制了UI圖象如圖乙所示．根據(jù)UI圖象提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是________W，當加在小燈泡兩端的電壓為1.5V時，小燈泡的電阻是________Ω．
（5）小明根據(jù)UI圖象中數(shù)據(jù)計算發(fā)現(xiàn)：小燈泡兩端電壓不同時燈絲的電阻不相等，你認為原因可能是________．

Answer 1

解：
（1）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯(lián)，如下圖所示：

（2）閉合開關(guān)，保護電路的滑動變阻器的滑片位于最大阻值的C端．
（3）連好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，原因可能是小燈泡短路．
（4）由圖象可知U=2.5V時，I=0.2A，
則小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
由圖象可知當U′=1.5V時，I′=0.15A，
則此時電阻R===10Ω．
（5）小燈泡兩端電壓不同時燈絲的電阻不相等，原因是燈絲兩端電壓不同時，燈泡的功率不同，燈絲溫度不同，從而導(dǎo)致燈絲電阻不同，即燈絲電阻隨溫度變化．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）C；
（3）小燈泡短路；
（4）0.5；10；
（5）小燈泡的電阻隨溫度的變化而變化．
分析：（1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)；
（2）閉合開關(guān)，為防止電路中的電流過大燒壞電路原件，保護電路的滑動變阻器處于最大阻值處；
（3）閉合開關(guān)，電流表有示數(shù)說明電路是通路、不存在斷路現(xiàn)象，小燈泡不亮、電壓表無示數(shù)說明電壓表并聯(lián)的部分短路；
（4）額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，先從圖象中讀出燈泡的額定電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；再由圖象讀出當加在小燈泡兩端的電壓為1.5V時通過的電流，利用歐姆定律求出此時燈泡的電阻；
（5）從溫度對電阻的影響分析原因．
點評：本題容量較大，涉及到很多知識點，有實物圖的連接、電壓表量程的選擇和連接，滑動變阻器接線柱的選擇，電路故障的判斷，影響電阻大小的因素，歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用等等，綜合性較強；要注意一般根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流的大約值確定電流表的量程．