Question

5．小明測(cè)量標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡在不同電壓下的電功率．
（1）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)（斷開(kāi)/閉合）．
（2）圖甲是未連接好的實(shí)驗(yàn)電路，請(qǐng)你用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將它連接完整．
（3）連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，無(wú)論怎樣移動(dòng)電阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡都不亮、電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則故障原因可能是小燈泡斷路（短路/斷路）．
（4）故障排除后，他想測(cè)量燈泡的額定功率，移動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，記下電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是1.4W．
（5）他根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)畫(huà)出了小燈泡的電流與電壓的關(guān)系圖象，如圖丙所示，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻隨電壓升高逐漸變大，于是他認(rèn)為導(dǎo)體電阻還與電壓有關(guān)，這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的，其解釋是燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；．
（6）小明將燈泡換成不同的定值電阻，探究電流與電阻的關(guān)系，第一次接入的電阻5Ω，控制電阻兩端的電壓為2V，那么將5Ω電阻換成10Ω電阻時(shí)，應(yīng)將電阻器滑片向左端調(diào)節(jié)，使電壓表示數(shù)為2V，把10Ω的電阻換成20Ω的電阻，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑片都無(wú)法使電壓表示數(shù)調(diào)到控制值，說(shuō)明她選擇的滑動(dòng)變阻器最大阻值太�。ù�/小）．

Answer 1

分析 （1）連接電路時(shí)，為保戶(hù)電路，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；
（2）根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表量程與燈并聯(lián)；
（3）若電流表示數(shù)為0，燈不亮，說(shuō)明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓，說(shuō)明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了；
 （4）燈在額定電壓下正常發(fā)光，由圖中電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；
（5）由圖根據(jù)歐姆定律求出電阻大小得出結(jié)論；導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料、橫截面積、和溫度有關(guān)；燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；
（6）在探究電流與電阻關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持電壓的大小不變，所以當(dāng)換成較大電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律確定滑片的移動(dòng)；
變阻器在電路中起分壓作用，當(dāng)定值電阻換成20Ω后，變阻器連入電阻中的電阻必須繼續(xù)調(diào)大，才能確保定值電阻兩端的電壓仍為2V，如果變阻器最大阻值太小，則無(wú)法達(dá)到調(diào)整的目的．

解答 解：（1）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；
（2）燈的額定電壓為2.5V，電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，如下圖所示：

（3）電流表示數(shù)為0，燈不亮，說(shuō)明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓，說(shuō)明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則故障原因可能是小燈泡斷路；
（4）當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，記下電流表的示數(shù)如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.56A，
則小燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.56A=1.4W；
（5）他根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)畫(huà)出了小燈泡的電流與電壓的關(guān)系圖象，如圖丙所示，當(dāng)電壓為0.5V時(shí)，通過(guò)的電流為0.2A；當(dāng)電壓表為3V時(shí)，通過(guò)的電流為0.6A，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可求出對(duì)應(yīng)的電阻為2.5Ω、5Ω，即發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻隨電壓升高逐漸變大；
但導(dǎo)體的電阻與所加的電壓無(wú)關(guān)，所以，他認(rèn)為導(dǎo)體電阻還與電壓有關(guān)，這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的，燈絲電阻增大是因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的升高而增大；
（6）在探究電流與電阻關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持電壓的大小不變，所以當(dāng)電阻從5Ω換成10Ω時(shí)，電阻變大，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)變大；為保證電壓表示數(shù)不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)增大變阻器分得的電壓，由分壓原理，變阻器連入電路中的電阻應(yīng)增大，應(yīng)向左調(diào)節(jié)滑片，使電壓表示數(shù)仍為2V；
滑動(dòng)變阻器在電路中起分壓作用，當(dāng)定值電阻換成20Ω后，變阻器連入電路中的電阻必須繼續(xù)調(diào)大，才能確保定值電阻兩端的電壓仍為2V，如果無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑片都無(wú)法使電壓表示數(shù)調(diào)到控制值，說(shuō)明她選擇的滑動(dòng)變阻器最大阻值太小了．
故答案為：（1）斷開(kāi)；
（2）如上圖所示；
（3）斷路；
（4）2.5；1.4；
（5）變大；錯(cuò)誤；燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；
（6）左；2；小．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡在不同電壓下的電功率，考查注意事項(xiàng)、電路的連接、故障的分析、操作過(guò)程、影響電阻大小的因素及對(duì)器材的要求及控制變量法的運(yùn)用，綜合性較強(qiáng)．