Question

【題目】實驗室購買了一批規(guī)格為“2.5V 0.8W”的小燈泡，小明同學利用其中一只小燈泡做測量電功率的實驗，他設計了如圖甲所示的電路圖。實驗中各元件完好，電源電壓保持不變。

（1）檢查器材時，小樓發(fā)現電壓表存在如圖乙所示的兩個問題：一是指針位置不對；二是部分刻度模糊，出現指針位置不對的原因是_________。

（2）閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移至________（選填“A”或“B”）端。

（3）若有三個滑動變阻器，規(guī)格分別為R1（5Ω 2A）、R2（20Ω 1A）、R3（100Ω 0.1A），則應選擇______（選填“R1”“R2”或“R3”）。

（4）將滑動變阻器阻值調到最大，閉合開關，發(fā)現小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表示數接近電源電壓，經檢查燈泡是完好的，則故障可能是導線_____（選填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”、“f”或“g”）出現斷路。

（5）小明調節(jié)滑動變阻器的滑片得到了三組電壓和電流的數據，填入他自己設計的表格。

次數	電壓U/V	電流I/A	電功率P/W	平均電功率P′/W
1	2	0.34
2	2.5	0.4
3	3	0.44

①請指出這個表格設計不合理的地方____________.

②小明操作規(guī)范讀數正確，根據表中數據，當小燈泡兩端電壓為2.5V時，求得小燈泡的電功率為______W，故小明認為該小燈泡不合格，他判斷的理由是________.

③假如生產這種小燈泡鎢絲的粗細是一定的,則這個小燈泡不合格的原因是鎢絲的長度_________(選填“大于”或“小于”)合格產品小燈泡鎢絲的長度。

（6）小明還想探究電流與電阻的關系，于是將甲圖中的小燈泡換成電阻，當電阻阻值是2Ω時，電流表示數為1A；要使電流表示數是0.5A，應將2Ω的電阻更換為_______Ω的電阻；多次測量后作出的IR圖象是圖中的_________.

Answer 1

【答案】沒有通過調零旋扭調零 B R2 f 表格最后一項求平均電功率沒有意義 1 額定電壓下的實際功率比額定功率大 小于 4 D

【解析】

（1）如圖乙所示電壓表的指針指針位置不對，沒有指示零刻度，原因是沒有通過調零旋扭調零。

（2）為了保護電路，閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移至阻值最大端，如圖連接滑動變阻器的A端時，滑片位于B端電阻最大。

（3）根據得，燈泡的額定電流為：，

如圖電源由三節(jié)蓄電池組成，電壓為6V，根據串聯電路的分壓特點和歐姆定律可得滑動變阻器的最小阻值為：

，

可見R1阻值太小了，而R3的電流小于燈泡的額定電流，所以應選擇R2。

（4）將滑動變阻器阻值調到最大，閉合開關，發(fā)現小燈泡不亮，電流表無示數，說明電路中存在斷路故障，電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表到電源兩極是通的，則電壓表并聯的部分斷路，且經檢查燈泡是完好的，所以故障是導線f出現斷路。

（5）①當燈泡兩端的電壓不同時，燈泡實際功率不同，將燈泡的實際功率求平均數是沒有意義的，所以這個表格設計不合理的地方是：表格最后一項求平均電功率沒有意義。

②根據實驗數據，當小燈泡兩端電壓為2.5V時，電流為0.4A，求得小燈泡的電功率為：

，可見額定電壓下的實際功率比額定功率大，所以小明認為該小燈泡不合格。

③根據知，電壓一定時，電阻越小，功率越大，說明該燈泡的電阻比合格產品電阻��；

在材料和粗細一定時，導體越長電阻越大，越短電阻越小，所以這個小燈泡不合格的原因是鎢絲的長度小于合格產品小燈泡鎢絲的長度。

(6)將甲圖中的小燈泡換成電阻探究電流與電阻的關系，過程中應保證電阻兩端的電壓不變，當電阻阻值是2Ω時，電流表示數為1A；要使電流表示數是0.5A，根據歐姆定律和電阻兩端的電壓不變得：，即，解得，即應將2Ω的電阻更換為4Ω的電阻；

電壓一定時，電流與電阻成反比，圖A電流不隨電阻變化，不正確；圖BC為一次函數圖像，不正確；圖D電流隨電阻增大而減小，且成反比關系，故D正確。