Question

用如图所示的器材做“测量小灯泡的电功率”的实验，小灯泡上标有“2.5V”，的字样．
（1）请根据实验目的，用笔画线代替导线，将图（甲）所示的实物连接成实验电路．

（2）小刘正确连接电路并检查无误后，闭合开关，发现灯泡不亮，立刻要求老师更换灯泡．小刘的做法是欠妥的，正确的做法应该是________
（3）小刘得到部分U，I数据如表所示：

实验次数	1	2	3	4
U/V	1.0	2.0	2.5	3.0
I/A	0.13	0.22	0.25	0.27

①小灯泡正常发光的电功率是________w．
②小灯泡正常发光的电阻是________Ω．
③小灯泡的电阻变化规律是：________原因是：________
（4）若电源电压为6V，实验室提供的滑动变阻器有“10Ω　1.5A”和“20Ω　 1A”两种规格，则本实验中应选用规格为________的滑动变阻器．

Answer 1

解：（1）滑动变阻器选择一上一下接线柱串联在电路中．电压表并联在灯泡两端，如图：

（2）如果小灯泡断路，电路中没有电流，电流表示数为零，但电压表的示数接近电源的电压；如果小灯泡短路，电路中有电流，但电压表示数为零；如果滑动变阻器接入电路的电阻过大，电流表和电压表有示数，但示数很小；故灯泡不亮时，应首先调节滑动变阻器或检查灯泡是否烧坏或观察电流表指针是否偏转．
（3）从表中可以看出，当灯泡两端电压为2.5V时，通过的电流为0.25A；则
①灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
②灯泡正常发光时的电阻：R===10Ω；
③由表中数据可得，R₁===7.69Ω，R₂===9.09Ω，R₃=R=10Ω，R₄===11.1Ω；
因为灯丝的电阻与温度有关，而灯泡两端电压增大时，灯丝的温度也随之升高．因此灯泡的电阻随着电压的升高，灯丝的电阻逐渐变大；
（4）灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路的电压和电流的特点，
灯泡正常工作时，滑动变阻器的电压为：U′=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
此时滑动变阻器的电阻为：R===14Ω，
因此选择“20Ω 1A”滑动变阻器．
故答案为：（2）调节滑动变阻器或检查灯泡是否烧坏或观察电流表指针是否偏转； （3）0.625；10； 随着电压的升高，灯丝的电阻逐渐变大；灯丝的电阻与温度有关；（4）“20Ω 1A”．
分析：（1）滑动变阻器有4个接线柱，选择一上一下接线柱，把滑动变阻器串联在电路中．电压表并联在灯泡两端测量灯泡的电压．
（2）电路连接正确，灯泡不亮的原因有两个，即没有电流通过或虽有电流通过、但太小；是否有电流可以由电流表、电压表指针是否偏转确定；有电流通过、但太小可以通过调节滑动变阻器来观察灯泡是否发光来判断．
（3）灯泡只有在额定电压下才能正常发光，因此从表中读出灯泡正常发光时的电流
①利用P=UI求出灯泡的额定功率；
②利用R=求出灯泡正常发光的电阻；
③根据表中数据，由R=分析灯泡的电阻值随灯泡电压变化的关系；当灯泡两端电压增大时，灯丝的温度随之升高．
（4）判断滑动变阻器规则要从电流和电阻上考虑：滑动变阻器允许通过的最大电流大于电路最大电流，滑动变阻器最大阻值稍大于电路需要的滑动变阻器电阻．
点评：本题考查了连接实物、功率计算、电阻计算以及滑动变阻器规格的选择．滑动变阻器规格要从滑动变阻器电流和滑动变阻器阻值考虑：滑动变阻器电流大于电路电流，滑动变阻器电阻稍大于电路需要的滑动变阻器电阻，既能满足电路需要，又能使测量准确．