Question

16．小明在进行“测量小灯泡电功率”的实验时，实验台上给他提供的器材有：6V蓄电池、电流表（0-0.6A、0-3A）、电压表（0-3V、0-15V）、“50Ω、1A”和“10Ω、1.5A”两种规格的滑动变阻器，额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时的电阻约为10Ω）、开关各一个，导线若干．
（1）为顺利完成实验，小明在实验中应选用规格为50Ω、1A 的滑动变阻器．
（2）请你用笔画线代替导线，帮小明将图甲的实物电路连接完整．（要求：滑片P向右移动时，小灯泡变暗）
（3）连好电路后，闭合开关，通过移动滑动变阻器的滑片，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了U-I图象如图乙所示．根据U-I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．
（4）小明根据U-I图象中数据计算发现：随着小灯泡两端电压的增大，灯丝的电阻变大，你认为原因可能是小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变大．

Answer 1

分析 （1）由欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流，由串联电路特点求出此时滑动变阻器接入电路的阻值，由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值，据此选择滑动变阻器规格．
（2）根据灯泡额定电压确定电压表量程，把滑动变阻器串联接入电路，电压表与灯泡并联．
（3）由图象求出灯泡额定电压对应的电流，由P=UI求出灯泡额定功率；由图象求出电压1.5V对应的电流，由欧姆定律求出灯泡电阻．
（4）灯泡电阻受温度影响，水温度升高而增大．

解答 解：
（1）灯泡正常发光时的电流约为I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，此时滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
由I=$\frac{U}{R}$得，滑动变阻器接入电路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω＞10Ω，因此应选规格为50Ω、1A的滑动变阻器．
（2）灯泡额定电压是2.5V，电压表选0～3V量程，滑动变阻器串联接入电路，滑片P向右移动时，小灯泡变暗，即滑片向右移动，连入电路中的电阻变大，应使用A接线柱，电压表与灯泡并联，如图所示：

（3）由图乙所示图象可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.2A，灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）根据U-I图象中数据计算发现：随着小灯泡两端电压的增大，灯丝的电阻增大，这是因为随灯泡电压与电流增大，灯泡实际功率增大，灯丝温度升高，从而灯丝电阻变大．
故答案为：
（1）50Ω、1A；
（2）如图所示；
（3）0.5；（4）变大；小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变大．

点评 本题考查了实验器材的选择、连接实物电路图、求灯泡功率与电阻、分析影响灯丝电阻的因素，选择实验器材时要保证电路安全；连接实物电路图时，要注意电表量程的选择，注意电表正负接线柱不要接反．