Question

16．某同學(xué)做“測量小燈泡電功率”實驗中，所用電源電壓恒為4V，小燈泡的螺旋套上標有“2.5V”字樣

（1）在檢查儀器時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針如圖a所示，則他接下來的操作是將電流表指針調(diào)零．
（2）請你根據(jù)圖b電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖c中未完成的電路連接好．要求：滑動變阻器的滑片向右移動時，連入電路的阻值變小，導(dǎo)線不能交叉．
（3）檢查儀器和電路無誤后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)動變阻器片到某一位置時，電壓表示數(shù)如圖d所示，現(xiàn)要測定小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片適當?shù)叵蜃螅ㄟx填“左”或“右”）移動，同時眼睛應(yīng)觀察　電壓表示數(shù)，使電壓表示數(shù)為2.5V
（4）改變滑動變阻器的阻值，多次測量通過小燈泡的電流和它兩端的電壓，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)畫出了如圖e所示的小燈泡的電流隨電壓變化的關(guān)系圖象．由此可知，小燈泡的額定功率為0.625W，小燈泡燈絲電阻隨電壓的增大而增大（選填“增大”、“不變”或“減小”）．
（5）完成了上述實驗后，小明進一步探究通電直導(dǎo)線周圍的磁場分布情況，找來小磁針、鐵屑、硬紙板等，做了如圖f所示的實驗，發(fā)現(xiàn)了直導(dǎo)線周圍的磁場是以導(dǎo)線為圓心的同心圓圈，并找到了判斷直導(dǎo)線周圍磁場的方法：“用右手握住直導(dǎo)線．讓大拇指指向直導(dǎo)線中電流的方向，則彎曲的四指所指方向為磁場方向．”請你用小明的方法判斷如圖g中小磁針北極轉(zhuǎn)向紙外．圖h中小磁針北極轉(zhuǎn)向紙內(nèi)�。▋煽站�選填“紙內(nèi)”或“紙外”）．

Answer 1

分析 （1）電流表使用前要調(diào)零；
（2）根據(jù)滑動變阻器的滑片向右移動時，連入電路的阻值變小，確定變阻器的連接；
（3）燈在額定電壓下正常發(fā)光，根據(jù)圖中電壓表小量程讀數(shù)，比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確滑片移動的方向；
（4）根據(jù)圖e所示的小燈泡的電流隨電壓變化的關(guān)系圖象．找到額定電壓下的電流，根據(jù)P=UI求燈的額定功率，根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的升高而變大分析；
（5）根據(jù)判斷直導(dǎo)線周圍磁場的方法：“用右手握住直導(dǎo)線．讓大拇指指向直導(dǎo)線中電流的方向，則彎曲的四指所指方向為磁場方向”，由磁場方向即為小磁針北極的指向，確定小磁針北極的轉(zhuǎn)向．

解答 解：（1）在沒有測量電流時，指針沒有在零刻度，故電流表指針要調(diào)零；
（2）滑動變阻器的滑片向右移動時，連入電路的阻值變小，即將變阻器滑片以右電阻絲連入電路中，如下圖所示：

（3）燈在額定電壓下正常發(fā)光，圖中電壓選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2.7V，大于燈的額定電壓2.5V，應(yīng)減小燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)增大變阻器的電壓，由分壓原理可知，應(yīng)增大變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向左移動，同時眼睛應(yīng)觀察電壓表示數(shù)，使電壓表示數(shù)為2.5V；
（4）根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)畫出了如圖e所示的小燈泡的電流隨電壓變化的關(guān)系圖象．由此可知，燈的額定電壓2.5V對應(yīng)的電流為0.25A，小燈泡的額定功率為：
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
由圖e可知，通過燈的電流隨電壓的增大而增大，根據(jù)P=UI可知燈的功率變大，燈絲的溫度升高，根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的升高而變大，故小燈泡燈絲電阻隨電壓的增大而而增大；
（5）根據(jù)判斷直導(dǎo)線周圍磁場的方法：“用右手握住直導(dǎo)線，讓大拇指指向直導(dǎo)線中電流的方向，則彎曲的四指所指方向為磁場方向”，在圖g中，用右手握住直導(dǎo)線，大拇指水平向左，彎曲的四指所指方向為磁場方向，在導(dǎo)線下方的磁場方向為垂直于紙面向外，根據(jù)小磁針靜止時北極的指向與磁場方向相同，故小磁針北極轉(zhuǎn)向紙外；
同理，圖h中小磁針所在位置的磁場方向為垂直于紙面向內(nèi)，故小磁針北極轉(zhuǎn)向紙內(nèi)．
故答案為：
（1）將電流表指針調(diào)零；（2）如上圖所示；（3）左；（4）0.625；增大；（5）紙外；紙內(nèi)．

點評 本題測量小燈泡電功率，考查電流表使用注意事項、電路的連接、操作過程及額定功率的計算及影響電阻大小的因素，同時也考查了通電直導(dǎo)線周圍的磁場分布情況，體現(xiàn)了與高中知識的銜接．