Question

【题目】一个额定电压是2.5V的小灯泡，其正常工作时电阻约10Ω．小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为A：“5Ω 1A”，B：“20Ω 0.5A”，C：“lkΩ 1A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为6V）．

（1）小明设计了如图甲所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为________（选填A/B/C）的滑动变阻器．正确连好电路后，闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到________．（填写“最左边”或“最右边”）

（2）图乙已连接了部分电路．请你根据图甲所示电路图．用笔画线代替导线，将电路连接完整．

（________）

（3）小明正确选择了滑动变阻器，按图甲的电路图连接好电路，闭合开关，发现灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为6V．原因是________．

（4）小明排除故障后，继续实验．当电压表的示数为2.5V时．电流表的示数（如图丙所示），小灯泡的额定功率是________W．

（5）小明根据测量灯泡实际功率的多组实验数据，作出了I﹣U图象，如图丁所示．结果发现图线不是直线，这表明灯泡的电流与电压________（填“成”或“不成”）正比，这是因为________．

（6）小明将原电路中的小灯泡更换成定值电阻R，重复实验步骤，记录电压表示数U与电流表示数I，他以U为纵坐标、 为横坐标作出图象，图象戊大致符合要求的是________．

Answer 1

【答案】B 最右边 灯泡断路了 0.75 不成 灯丝电阻随温度变化而变化 第二个图象

【解析】

（1）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两端电压，由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器；
（2）根据灯泡额定电压确定电压表量程，把电流表串联接入电路，电压表与灯泡并联；
（3）闭合开关，发现灯泡不发光，电流表无示数，说明电路出现断路，根据电压表示数为6V得到电路故障；
（4）从图丙中得到电流表的示数，根据电功率的公式得到小灯泡的额定功率；
（5）由欧姆定律知，电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比。

（1）当灯泡正常发光时两端电压为2.5V，其正常工作时电阻约10Ω，由串联电路的特点和欧姆定律可得此时电路中电流约为：，滑动变阻器此时连入电路的阻值：，故应选择“20Ω 0.5A”的B滑动变阻器；为了保护电路，正确连好电路后，闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到最大值即最右边；

（2）由电路图知，电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，小灯泡额定电压是2.5V，所以电压表应使用0-3V量程，实物连接如图所示：

（3）闭合开关，发现灯泡不发光，电流表无示数，电路可能出现的断路，电压表示数等于电源电压6V，说明电压表与电源间是通路并且测电源电压，所以故障的原因是灯泡断路了；

（4）小灯泡的额定电压U=2.5V，由图丙知，电流表量程为0.6A，最小分度值是0.02A，所以电流表示数I=0.30A，则小灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.30A=0.75W；

（5）小灯泡的I-U图象不是直线，这表明灯泡的电流与电压不成正比，这是因为灯丝电阻随温度变化而变化；

（6）小灯泡更换成定值电阻R，进行实验时，由可知，U与是反比关系，由图戊知，大致符合题意的是第二个图象。