Question

【题目】在“测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率”的实验中,小明同学连接的电路如图甲所示:

(1)在闭合开关前,小明检查发现电路连接有误。请你只改动一根导线,在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线将电路连接正确。

（________）

(2)小明正确连接电路后,闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,获得多组对应的电压电流值,绘制出如图乙所示的图象,则小灯泡L的额定功率是_________W.

(3)观察乙图的图象,小明还发现,通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压不成正比,这是因为灯丝的电阻随温度的升高而_________(填“增大”、“不变”或“减小”).

(4)实验结束后,小明又发现旁边有一个标有额定电压为1.5V的小灯泡L2,他灵机一动又设计出了如图丙所示电路。利用电流表和小灯泡L1,根据上述实验结果测量出了小灯泡L2的额定功率,请你将实验过程补充完整:

①闭合开关S、S1,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I1=_____A,小灯泡L2正常发光；

②滑动变阻器的滑片保持在实验①中的位置不动，___________(填开关闭合、断开情况),读出电流表的示数为I2；

③小灯泡L2的额定功率表达式为P=___________(用题中已知量和测量量表示）。

Answer 1

【答案】 0.5 增大 0.15 闭合开关S、S2，断开开关S1 1.5V×（I2-0.15A）

【解析】

（1）测小灯泡的电功率中电流表、滑动变阻器应与灯泡串联，电压表应与灯泡并联，由此分析错误并修改；
（2）根据绘制出如图乙所示的图象找出当灯的电压为2.5V时电流大小，根据P=UI求小灯泡L的额定功率；
（3）电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关；
（4）在没有电压表的情况下，灯与电流表起到电压表的作用：灯在额定电压下正常发光，L2的额定电压为1.5V，由图乙可知，灯L在1.5V电压下的电流为0.15A，通过开关的转换，故使电流表与灯L串联，再与灯L2并联，使电流表示数为0.15A；滑动变阻器的滑片保持在实验①中的位置不动，再通过开关的转换，使电流表测两灯的总电流，因电路的连接不变，各用电器的电阻大小和电流不变，灯L2仍正常工作，根据并联电路电流的规律，求出其额定电流，根据P=UI求灯L2的额定功率。

（1）测小灯泡的电功率中，电流表、滑动变阻器应与灯泡串联，电压表应与灯泡并联，图中电流表与灯泡并联，电压表与灯泡串联了，只有一根导线连接错误，可作如图所示修改：

（2）根据绘制出如图乙所示的图象，当灯的电压为2.5V时，电流大小为0.2A，则小灯泡L的额定功率：PL=UI=2.5V×0.2A=0.5W；

（3）观察乙图的图象，通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压不成正比，根据得到R不是定值，这是因为灯丝的电阻随温度的升高而变大；

（4）①闭合开关S、S1，断开开关S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为I=0.15A；

②滑动变阻器的滑片保持在实验①中的位置不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，读出电流表的示数为I2；

③在①中，由图乙可知，灯L的电流为0.15A时，对应的电压为1.5V，根据并联电路电压的规律，小灯泡L2的电压为1.5V，小灯泡L2正常发光；

在②中，电流表测两灯的总电流，因电路的连接不变，各用电器的电阻大小和电流不变，灯L2仍正常工作，根据并联电路电流的规律，L2的额定电流：I′=I2-0.15A，灯L2的额定功率：P=U′I′=1.5V×（I2-0.15A）。