Question

【题目】小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：R1（20Ω0.5A）、R2（50Ω 0.5A）、R3 ．
（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是 ． 正确连接电路闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近6V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是 ．
（2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙），则小灯泡的额定功率为W．在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 ． （选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑．灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华而变细，消耗的实际功率变的缘故（选填“大、小）．
（4）灯泡的功率测量完毕，小明用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象，则小明应选用滑动变阻器（选填“R1”、“R2”或“R3”）．若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所选定值电阻的阻值为 ．

Answer 1

【答案】
（1）将电流表指针调零；灯泡断路
（2）0.625；变大
（3）小
（4）R2；10Ω
【解析】解：（1）电流表指针没有指在零刻度线上，应先对电流表调零； 电路正确连接后，闭合开关，移动滑片P，发观灯泡总不亮，且电流表无示数，但电压表示数接近6V，则故障原因可能是灯泡断路；（2）由图象知，在额定电压下，通过灯泡的电流为I=0.25A，所以灯泡的额定功率为P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625W；当电压表的示数增大时，电流也变大，灯泡的功率变大，灯丝的温度升高，灯丝电阻变大，即电压表与电流表的示数之比变大；（3）根据灯泡的计算公式P= 可知，在电压不变的情况下，电阻变大，功率变小，灯泡变暗；（4）由图丁的某一组数据可知，当电阻值为25Ω时，电路中的电流为0.1A，则电阻两端的电压U=IR=0.1A×25Ω=2.5V；
滑动变阻器的阻值R滑= = =35Ω＞20Ω，所以应该选择R2 ．
滑动变阻器两端电压为U2=U﹣U1=6V﹣2.5V=3.5V；
滑动变阻器与定值电阻串联，电流相等，可得： = ，
代入数值得： = ；解得R1=10Ω，即选择的定值电阻阻值为10Ω．
所以答案是：（1）将电流表指针调零；灯泡断路；（2）0.625；变大；（3）小；（4）R2；10Ω．