Question

5．小明用如圖1所示電路來測量小燈泡的電功率（部分實驗器材的規(guī)格已標(biāo)明）．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖l中滑動變阻器連入電路，使之接入電路的阻值最大；
（2）實驗中，小明發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，兩電表指針始終處于圖2所示位置，則故障是③⑦之間發(fā)生斷路
（3）故障排除后，小明從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數(shù)據(jù)，得到小燈泡U-I圖象如圖3所示，所用滑動變阻器的規(guī)格是下列四個選項中的C．
A．“5Ω 2A”B．“15Ω 2A”C．“25Ω 2A”D．“30Ω 2A”
（4）某次調(diào)節(jié)中，滑動變阻器接入電路的阻值減小了△R₁，小燈泡的阻值變化了△R₂，則△R₁＞△R₂（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）因要求滑動變阻器連入電路使之接入電路的阻值最大確定變阻器的連接；
（2）若電流表示數(shù)為0，說明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的燈泡所在支路斷路了；
（3）由圖3，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律求變阻器連入電路中的最大電阻確定變阻器的規(guī)格；
（4）當(dāng)滑動變阻器電阻變小時，根據(jù)分壓原理確定變阻器的電壓變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律確定燈的電壓變化，由圖3得出電流的變化，確定燈的電阻的變化，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律判斷電路總電阻的變化，根據(jù)電阻的串聯(lián)規(guī)律得出電阻變化的大小關(guān)系．

解答 解：（1）因要求滑動變阻器連入電路，使之接入電路的阻值最大，故應(yīng)將左下接線柱連入電路中，如下圖所示；

（2）由圖2可知，電流表示數(shù)為0，說明電路可能斷路；圖中電壓表示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路了，即接線柱間⑥⑦之間發(fā)生了斷路；
（3）因電壓電壓為3V，由圖3可知，當(dāng)燈的電壓為0.5V，通過的電流為I=0.1A，因小明從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律，此時變阻器連入電路中的最大電阻：
R_滑=$\frac{U-{U}_{1}}{I}$=$\frac{3V-0.5V}{0.1A}$=25Ω，
故選用C“25Ω 2A”的變阻器；
（4）當(dāng)滑動變阻器電阻R_滑變小時，根據(jù)分壓原理，變阻器的電壓變小，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈泡兩端電壓增大；由圖3知，通過燈的電流也增大，根據(jù)P=UI可知，燈的實際功率增大，燈絲溫度升高，燈泡電阻R_燈變大；
因通過燈的電流即電路中電流變大，說明電路中的總電流變大，故總電阻R變�。�
根據(jù)R=R_滑+R_燈可知，只有當(dāng)R_滑的減小量大于R_燈的增加量才會讓總電阻變小，即△R₁＞△R₂；
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）⑥⑦之間發(fā)生斷路；
（3）C；
（4）＞．

點評 本題測量小燈泡的電功率，考查電路的連接、故障的分析、額定功率的計算、器材的選擇及影響電阻大小因素．