Question

16．在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：电动势为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡、以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线．要求能测出尽可能多组数据．图是没有连接完整的实物电路．（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）

（1）请你用笔画线代替导线，在原图1中将实物电路连接完整；
（2）连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是：c段导线断路或灯泡损坏．
（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向右端滑动（选填“左”或“右”）；
（4）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图2所示的U-I图象．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；
（5）图线是曲线而不是过原点的直线，原因是灯丝的电阻会随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）要“描绘小灯泡的伏安特性曲线”则滑动变阻器要采用分压接法；
（2）电流表几乎不偏转，则说明出现断路，而电压表有示数，则说明电压表两侧的电路完好无损；
（3）要增大小灯泡两端的电压，则要增大与小灯泡并联的部分电阻；
（4）根据图象直接得出额定电压所对应的电流从而算出小灯泡的额定功率；
（5）U-I图象的斜率代表灯丝的电阻，功率越大，灯丝的温度越高；

解答 解：（1）要“描绘小灯泡的伏安特性曲线”则电压要从0开始连续可调，故滑动变阻器要采用分压接法，由于小灯泡为小电阻故电流表要采用外接法；因灯泡电压为2.5V，故电压表量程为3V；实物图连接如图所示；

（2）电流表几乎不偏转，则说明出现断路，而电压表有示数，则说明导线a、b、e、d、f完好，故只能是c段导线断路或灯泡损坏；
（3）小灯泡的额定电压为2.5V，而此时电压表的示数为2.2V，故要增大小灯泡两端的电压，则应该增大滑片P和左端之间的电阻，故应将滑片P向右端滑动；
（4）由图可知当小灯泡两端的电压为小灯泡的额定电压2.5V时，电流表的示数为0.2A，故小灯泡的额定功率P=UI=2.5×0.2=0.5W；
（5）该曲线的斜率k=$\frac{U}{I}$=R，故斜率大小代表电阻的大小，由于电压越大，灯泡的实际功率越大即灯丝的温度越高，电阻越大，所以说灯丝的电阻会随温度的升高而增大．
故答案为：
（1）连线如图；
（2）c段导线断路或灯泡损坏；
（3）右；
（4）0.5；
（5）灯丝的电阻会随温度的升高而增大．

点评 本题考查了故障的分析、电流表、滑动变阻器的连接，实物图的连接，功率的计算，图象的理解和运用，难度不大，当但综合性很强，是一道不错的题目．