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    3．在测定“小灯泡电功率”的实验中，小明所在的实验小组用的电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω、50Ω．他们所设计的实验电路图如图甲所示．
    （1）在连接电路时，开关应处于断开状态，电流表的量程应选0～0.6A．应该选用的滑动变阻器是R2（选填“R1”或“R2”）．
    （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于左（选填“左”或“右”）端．
    （3）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表指针偏转，电流表示数为零，产生故障的原因可能是灯泡断路．
    （4）小明排除故障后闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向右（选填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
    （5）小丽同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．
    （6）在完整记录了实验数据之后，实验小组的同学对数据进行了进一步的分析，求出了每一次测量状态时小灯泡的电阻值，他们发现了随着灯泡两端的电压增大，灯泡的电阻变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），关于电阻变化的特点，最合理的解释是灯泡的电阻随温度的升高而变大．
    实验次数1234567
    U/V0.801.201.602.002.402.503.00
    I/A0.200.290.370.440.510.57

    分析 （1）在连接电路时，应断开开关，根据灯泡正常发光电流确定电流表的量程，由串联电路特点和欧姆定律计算灯泡正常发光时滑动变阻器连入阻值，从而选择合适的变阻器；
    （2）闭合开关前，变阻器滑片应处于最大值处；
    （3）电流表无示数，电路可能出现断路，再由电压表示数分析判断故障；
    （4）由图乙读出两电压表示数，根据电压表示数与灯泡额定电压间的关系确定滑动变阻器滑片的移动方向；
    （5）由图象读出灯泡电压为2.5V时通过灯泡的电流表，由电功率公式P=UI求出灯泡的额定功率；
    （6）根据P=UI可知灯泡的功率变化和温度的变化，再根据欧姆定律求出表格中数据对应的电阻，从而得出电阻的变化规律，从而得出灯泡电阻与温度的关系．

    解答 解：
    （1）为了保护电路，在连接电路时，应断开开关；
    由欧姆定律可知，灯泡正常发光电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以电流表应使用0-0.6A量程；
    由串联电路特点和欧姆定律可得，灯泡正常发光时滑动变阻器连入阻值：R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{额}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.25A}$=14Ω，所以选择滑动变阻器R2合适；
    （2）为了保护电路，连接好电路后，应将滑动变阻器滑片置于最左端；
    （3）电流表无示数，电路可能出现断路，电压表有示数，说明电压表与电源间是通路，所以故障可能是灯泡断路；
    （4）由图乙知，电压表使用0-3V量程，分度值0.1V，示数为2V；
    灯泡电压小于额定电压2.5V，由电路图可知，要使灯泡正常发光，应向右端移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值减小，灯泡两端的电压增大到2.5V为止；
    （5）由图丙可知，灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.2A，
    灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
    （6）由P=UI可知灯泡两端的电压和电流在增大，电功率也在逐渐变大，温度升高；
    根据表格中数据，由欧姆定律可知对应的电阻依次为：4Ω、4.1Ω、4.3Ω、4.5Ω、4.7Ω、4.8Ω、5.2Ω，原因是灯泡的电阻随温度的升高而变大．
    故答案为：
    （1）断开；0.6；R2；（2）左；（3）灯泡断路；（4）2； 右；（5）0.5；（6）变大； 灯泡电阻随温度的变化而变化．

    点评 本题考查了电压表量程的选择和正确的使用、滑动变阻器的正确使用、欧姆定律的应用、电表的读数、分析总结实验规律等知识点，考查的知识点较多，要求学生有较强的能力，试题难度较大．

    练习册系列答案
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