实验室购买了一批规格为“2.5V 0.8W 的小灯泡.小明同学利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验.他设计了如图甲所示的电路图．实验中各元件完好.电源电压保持不变．(1)请你用笔画线代替导线.将图乙所示的实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗.连接导线不能交叉)．(2)小明调节滑动变阻器的滑片得到了三组电压和� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

20．实验室购买了一批规格为“2.5V 0.8W”的小灯泡，小明同学利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验，他设计了如图甲所示的电路图．实验中各元件完好，电源电压保持不变．

（1）请你用笔画线代替导线，将图乙所示的实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗，连接导线不能交叉）．
（2）小明调节滑动变阻器的滑片得到了三组电压和电流的数据，填入他自己设计的表格．

次数	电压U/V	电流I/A	电功率P/W	平均电功率P′/W
1	2	0.34
2	2.5	0.4
3	3	0.44

①请指出这个表格设计不合理的地方表中设计了平均电功率．
②小明操作规范读数正确，根据表中数据，当小灯泡两端电压为2.5V时，求得小灯泡的电功率为1W，故小明认为该小灯泡不合格，他判断的理由是额定电压下小灯泡消耗的功率大于额定功率0.8W．
③假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度小于（选填“大于”或“小于”）合格产品小灯泡钨丝的长度．
（3）小明还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成电阻，当电阻阻值是2Ω时，电流表示数为1A；要使电流表示数是0.5A，应将2Ω的电阻更换为4Ω的电阻；多次测量后作出的I-R图象是图中的D．

分析（1）由滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗，确定变阻器接线柱的接法；
（2）①小灯泡的电压不同，对应的电功率不同，电功率不是一定值，取平均值没有意义；②根据P=UI求功率；③根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$和影响电阻大小的因素回答；
（3）探究电流与电阻的关系时，应保持电阻的电压不变，根据欧姆定律解答；灯丝的电阻随温度（电流）的变化而变化，电压与对应的电流不成正比，据此作答．

解答解：（1）滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗，说明变阻器连入电路中的电阻，故应将变阻器滑片以左电阻连入电路增大，如图所示：

（2）小灯泡的电压不同，对应的电功率不同，电功率不是一定值，取平均值没有意义，所以，这个表格设计不合理的地方是表中设计了平均电功率；
Ⅱ由表中数据知，当电压为2.5V时，对应的电流为0.4A，
灯的功率P=UI=2.5V×0.4A=1W＞0.8W，额定电压下小灯泡消耗的功率大，小明认为该小灯泡不合格，他判断的理由是额定电压下小灯泡消耗的功率大于额定功率0.8W；
根据据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，在额定电压不变的情况下，电功率变大，是因为灯丝的电阻变小导致的，又根据影响电阻大小的因素，在钨丝的粗细是一定的情况下，灯丝的电阻变小是因为钨丝的长度变小所致，故这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度小于合格产品小灯泡钨丝的长度；
（3）当电阻阻值是2Ω时，电流表示数为1A，根据欧姆定律，易知此时电阻的电压为2V，因探究电流与电阻的关系时，应保持电阻的电压不变，所以，要使电流表示数是0.5A，应将2Ω的电阻更换为阻值R′=$\frac{U}{I'}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω的电阻；
因灯丝的电阻随温度（电流）的变化而变化，不是一个定值，即电压与对应的电流不成正比，所以电阻随电流的变化应为一曲线，在上面的四个选项，只有D正确，
故答案为：（1）如上图所示；（2）①表中设计了平均电功率；②1；额定电压下小灯泡消耗的功率大于额定功率0.8W；③小于；（3）4；D．

点评本题运用所学知识解决实际问题，考查电路的连接、对电功率的理解、影响电阻大小的因素等知识，并体现了数学知识在物理中的应用．

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