Question

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（20Ω 0.5A）、R2（50Ω 0.5A）、R3（500Ω 1A）。

（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像（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____________（选填物态变化名称）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变化的图像，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

（1）将指针调零（或调零）；灯泡断路（或灯丝断了）；（2）0.625；变大；（3）升华；小；（4）R2；10Ω

【解析】试题分析：（1）电流表指针没有指在零刻度线上，应先调零；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，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P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625W；电压与电流的比值是灯泡的电阻，而灯丝电阻随电压的升高而变大；

（3）灯丝（钨丝）由固态直接变为气态发生升华现象而变细；灯丝变细，电阻增大，根据P=U2/R可知，灯丝实际功率减小，灯变暗；

（4）由图象知，探究电流跟电阻的关系时控制电压为2.5V，滑动变阻器两端电压为U2=U-U1=6V-2.5V=3.5V，假设选择25Ω的定值电阻与滑动变阻器串联，要保持定值电阻两端电压为2.5V不变，滑动变阻器接入电路的电阻为35Ω，所以滑动变阻器选择“50Ω 0.5A”；

U1/U2=R1/R2,

2.5V/3.5V=R1/14Ω

R1=10Ω

考点：测量小灯泡的电功率