Question

【题目】图甲为测定“小灯泡电功率”的实验电路，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

（1）小明连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是_______．

（2）排除故障闭合开关，移动滑片P到某位置，电压表示数（如图乙所示）为_______V，则此时灯泡消耗的实际功率_______额定功率(选填“大于”、“小于”或“等于”)．

（3）小明继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成I－U图像（图丙），根据图像，可计算出小灯泡的额定功率是_______W．

（4）进一步分析图像可知，随着灯泡两端电压的增大，灯丝电阻逐渐增大，造成这一现象的原因可能是_______．

（5）小敏将原电路中的小灯泡先后换接阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻，探究“电流与电阻关系”

①先将5Ω的电阻接入电路，移动变阻器滑片，使电压表示数为2V，此时，电流表的示数为_______A．然后换接10Ω的电阻，为了保持电压表示数不变，此时滑动变阻器的滑片应向_______（左/右）移动．

②实验中为了保证接入20Ω的定值电阻时，保持电压表示数不变，则滑动变阻器的最大阻值应不小于Ω．

Answer 1

【答案】（1）灯泡断路（2）2.4，小于（3）0.5（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大；（5）①0.4，右②25

【解析】

试题分析：（1）电压表有示数，说明与电压表两接线柱连接的电路是通路，小灯泡始终不亮、电流表无示数，说明电路断路，所以电路的可能故障原因是：灯泡断路或接触不良等；

（2）电压表选择0～3V量程，分度值为0.1V，所以电压表的示数为2.2V，小于额定电压，实际功率小于额定功率；

（3）由图象知：灯泡在额定电压2.5V时的电流为0.2A，灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W

（4）在实验过程中，灯丝的长度、横截面积、材料不变，电压增大，温度升高，电阻增大，所以，灯丝电阻可能随温度变化而变化；

（5）①先将5Ω的电阻接入电路，移动变阻器滑片，使电压表示数为2V，根据欧姆定律，此时，电流表的示数为I=U/R=2V.50Ω=0.4A；换接10Ω的电阻，电路电阻减小，为了保持电压表示数不变，此时滑动变阻器的滑片应向右移动；

②实验中为了保证接入20Ω的定值电阻时，保持电压表示数不变，电路的电流I=U/R=0.1V，滑动变阻器的最大阻值应不小于R=U源-U/I=25Ω。