Question

詩詩用伏安法測小燈泡的額定功率，小燈泡的額定電壓為2.5V，她將電路連接如圖：

（l）電路連接是有錯誤的，請你在錯誤的導體上打個“×”，另畫一條導線，使 電路連接正確．（只改一處）
（2）正確連接電路后，閉合開關，發現小燈泡不亮，電壓表數為0，電流表有示數，其故障可能是

 

．
（3）排除故障后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片到某一位置時，發現電壓表示數為lV，若要測出小燈泡的額定電功率，應將滑片向

 

（選填；“左”或“右”）移動．
（4）她測出了小燈泡多組對應的電壓值和電流值，并繪制出了小燈泡U-I圖象，她又借來了一定值電阻Rx（阻值未知）利用桌上的實驗器材測出了多組定值電阻對應的電壓值和電流值，繪制出R_x的U-I圖象，根據圖象信息，請你判斷小燈泡U-I圖象是

 

（選填“a”或“b”），小燈泡的額定功率是

 

W．
（5）詩詩進一步分析還發現，小燈泡的電阻變化的，你認為電阻變化的主要原因是

 

，定值電阻的阻值為

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）實物連接圖中，主要從電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法上考慮：
從電流表和電壓表的量程、連接方式、正負接線柱三個方面分析．
從滑動變阻器的接線柱選擇和滑片位置分析．
（2）電流表有示數說明電路通路，電壓表示數為0說明電壓表并聯的部分短路或其接線柱斷路．
（3）根據電壓表示數與燈泡額定電壓間的關系確定滑片的移動方向．
（4）燈絲的電阻隨溫度變化而變化據此判斷U-I圖象，根據圖象讀出燈泡兩端電壓為2.5V時對應的電流，再利用P=UI求出小燈泡的額定功率．
（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；根據圖象b讀出一組對應的電壓和電流值，然后利用歐姆定律的變形公式即可求出b的電阻．

解答：解：（1）電壓表并聯在燈泡和滑動變阻器的兩端，測燈泡和滑動變阻器的總電壓，所以電壓表的“3”接線柱和滑動變阻器右下端接線柱連接錯誤，應把電壓表并聯在燈泡兩端，電壓表的“3”接線柱和燈泡右端接線柱連接，如下圖所示：

（2）電流表有示數，說明電路為通路；電壓表示數為零，說明電壓表并聯的部分短路，即小燈泡短路．
（3）要使燈泡兩端電壓從1V增大到2.5V，則燈泡兩端電壓需增大→電路中的電流增大→電路中總電阻減小→滑動變阻器電阻減小，所以滑動變阻器的滑片向左移動，使電壓表示數為2.5V；
（4）當電阻一定時，電壓與電流成正比，U-I圖象為b，而燈絲的電阻隨溫度的升高而升高，因此小燈泡U-I圖象是a；
根據圖象可知，當燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.3，則小燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，所以小燈泡的電阻是變化的；
根據b圖象可知，當定值電阻兩端電壓為3V時，通過的電流為0.3A，故定值電阻的阻值：R=

U

I

=

3V

0.3A

=10Ω．
故答案為：（2）小燈泡短路；（3）左；（4）a；0.75；（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；10．

點評：本題考查了電壓表的使用、滑動變阻器的使用，同時考查了燈絲電阻與溫度的關系、電阻和功率的計算、讀出能力及電路故障的分析，其中根據圖象得出額定電壓和電流是計算額定功率的關鍵．