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）、“50Ω 1A”和“10Ω 1.5A”兩種規格的滑動變阻器，額定電壓為2.5V的小燈泡（正常發光時的電阻約為10Ω）、開關各一個，導線若干．

（1）為順利完成實驗，小明在實驗中應選用規格為______ 的滑動變阻器．
（2）請你用筆畫線代替導線，幫小明將圖甲的實驗電路連接完成．（要求：滑片P向右移動時，小燈泡變亮）
（3）連好電路后，閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表有示數，電壓表無示數，原因可能是______．
（4）排除故障后，小明繼續實驗，分別記下了多組對應原電壓表和電流表的示數，并繪制了UI圖象如圖乙所示．根據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UI圖象中數據計算發現：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

【答案】分析：（1）電路電源電壓是6V，燈泡的額定電壓為2.5V，與燈泡串聯的滑動變阻器分壓大于等于3.5V，滑動變阻器阻值應大于燈泡電阻，燈泡電阻約為10Ω，因此應選“50Ω 1A”的滑動變阻器．
（2）把電壓表并聯在燈泡兩端；滑片P向右移動時，小燈泡變亮，滑動變阻器B接線柱與開關相連完成電路連接．
（3）閉合開關，電流表有示數，說明電路是閉合的，不存在斷路；發現小燈泡不亮，電壓表無示數，故障原因是：燈泡短路．
（4）（4）由圖象求出燈泡電壓為額定電壓U=2.5V時，電路電流I，由P=UI可求出燈泡的額定功率；由圖象求出U=1.5V是的電流I，由R=可求出電阻．
（5）從溫度對電阻的影響分析原因．
解答：解：（1）為保證電路安全，應選規格為“50Ω 1 A”的滑動變阻器．
（2）連接滑動變阻器B接線柱與開關開關右端接線柱，把電壓表并聯在燈泡兩端，電路圖如圖所示．
（3）連好電路后，閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表有示數，電壓表無示數，原因可能是 小燈泡短路．
（4）由圖象知U=2.5V時，I=0.2A，則小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；由圖象知當U=1.5V時，
電流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，從而導致燈絲電阻不同，即燈絲電阻隨溫度變化．
故答案為：（1）“50Ω 1A”．（2）電路圖如圖示．

（3）小燈泡短路．（4）0.5，10．（5）燈絲電阻隨溫度變化．
點評：選擇滑動變阻器時要注意：
1、阻值不能太小，要保證電路安全；2、在保證安全的前提下，滑動變阻器阻值盡可能小些，方便實驗操作．