Question

9．在“测定小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω左右，可供选用的滑动变阻器R₁和R₂的最大阻值分别为5Ω、50Ω．

（1）应该选用的滑动变阻器是R₂（选填“R₁”或“R₂”）．
（2）图甲是小明所连接的实验电路，其中存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确．请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．
（3）小明改正电路后连接好电路，并按正确的顺序操作，但闭合开关后灯不亮，电压表没有示数，电流表有示数．小明猜想有下面四种可能，其中正确的是：C．
A．可能是灯丝断了           B．可能是变阻器断路
C．可能是小灯泡短路         D．可能是电流表断路
（4）如图乙是根据实验数据绘成小灯泡的U-I图象，分析图象可知，当滑动变阻器的滑片由最左端向右端移动时，小灯泡的电阻将变大（选填“变大”、“不变”或“变小”）．

Answer 1

分析 （1）知道灯泡额定电压和电阻，求出灯泡额定电流．
滑动变阻器与灯泡串联．根据测量电路电压特点，求出灯泡正常工作时，滑动变阻器的电压，求出滑动变阻器的电阻．
（2）测灯泡电功率，电压表应与灯泡并联，测灯泡两端电压，分析图示电路图，然后答题．
（3）灯泡不亮，灯泡断路或短路；电流表有示数，说明电路不存在断路；电压表无示数，电压表断路或与它并联的电路短路，综合分析可得出结论．
（4）滑动变阻器滑片向左移，滑动变阻器接入电路的长度变短，电阻变小，电路总电阻变小，电路电流增大，灯泡电压增大，温度升高，灯丝电阻增大．

解答 解：（1）电源电压U=6V，灯泡正常工作时，灯泡额定电压U_灯=2.5V，与灯串联的滑动变阻器分压U_滑=6V-2.5V=3.5V，
灯泡电阻约R_灯=10Ω，电路电流I=$\frac{{U}_{灯}}{{R}_{灯}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，滑动变阻器电阻R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，滑动变阻器应选R₂．
（2）电压表应与灯泡并联，由图示电路图可知，电压表并联在灯泡与滑动变阻器串联电路两端，电压表连接错误，修改后的电路图如图所示：

（3）闭合开关，灯泡不亮，灯泡断路或短路；电流表有示数，说明电路不存在断路；电压表无示数，电压表断路或与它并联的电路短路，综合分析知灯泡故障原因是：C灯泡短路．
（3）由图示电路图可知，当滑动变阻器的滑片由最左端向右端移动时，滑动变阻器接入电路的长度变短，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，电路电流增大，灯泡两端电压增大，由图示图象可知，随灯泡电压增大，通过灯泡的电流增大，电压与电流的比值增大，灯泡电阻变大．
故答案为：（1）R₂；（2）电路图如图所示；（3）C；（4）变大．

点评 本题考查了实验器材的选择、修改电路图、电路故障分析、实验数据分析等问题；滑动变阻器规格的选择：选择滑动变阻器要考虑滑动变阻器的电阻和电流，滑动变阻器的电阻在电路是否够用，但又不能太大；滑动变阻器允许通过的电流大于电路最大电流．