Question

【題目】【2016·丹東卷】小紅作“測(cè)量小燈泡電功率”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室有如下器材：電源（電壓恒為6V）、小燈泡（額定電壓為2．5V，燈絲電阻約為10Ω）、電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè)、規(guī)格分別為R1“10Ω 1A”和R2“50Ω0．5A”的滑動(dòng)變阻器各一個(gè)、導(dǎo)線若干．

（1）小紅設(shè)計(jì)了圖甲所示的電路，她應(yīng)選用規(guī)格為 的滑動(dòng)變阻器（選填“R1”或“R2”），該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的主要作用是 ．

（2）正確連接電路后，閉合開關(guān)，若小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，原因是 ；若小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，原因是 ．

（3）排除故障后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片在不同位置，小燈泡U—I圖象如圖乙所示，小燈泡的額定功率為 W．

（4）由圖乙發(fā)現(xiàn)燈泡電阻是變化的，影響其變化的主要原因是 ．

（5）在沒有電壓表、只有電流表的情況下，小紅增加了一只10Ω的定值電阻R并利用原有器材，也測(cè)出了額定電壓為2．5V小燈泡的額定功率．步驟如下：

①按照如圖丙所示的電路圖正確連接實(shí)物電路；

②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電流表示數(shù)為 A時(shí)，燈泡正常發(fā)光；

③斷開開關(guān)，保持 不變，將電流表改接在燈泡所在支路中，再閉合開關(guān)，讀出電流表示數(shù)I；

④小燈泡額定功率的表達(dá)式為P額= ．

Answer 1

【答案】（1）R2；改變燈泡兩端的電壓；（2）小燈泡短路；小燈泡斷路；（3）0．625；（4）燈絲溫度；（5）②0．25；③滑動(dòng)變阻器滑片P的位置（或滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值）；④U額I（或2．5I）

【解析】（1）燈的額定電壓為2．5V，變阻器要分去6V﹣2．5V=3．5V的電壓，根據(jù)分壓原理，U滑：UL=R滑：RL，滑動(dòng)變阻器的阻值至少為R滑=（U滑：UL）×RL=（3．5/2．5）×10Ω=14Ω，燈正常發(fā)光的時(shí)的電流約為0．25A，故應(yīng)選用R2“50Ω0．5A”的滑動(dòng)變阻器；因測(cè)量小燈泡在不同電壓的電功率，故本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的主要作用是改變燈兩端的電壓；（2）正確連接電路后，閉合開關(guān)，電流表有示數(shù)，說明電路為通路；小燈泡不亮，電壓表無示數(shù)，說明小燈泡短路或電壓表短路；若小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路斷路或電路中的總電阻太大；電壓表有示數(shù)，說明與電壓表與電源是連通的，因此小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，原因是小燈泡斷路；（3）根據(jù)圖乙可知，當(dāng)燈電壓為2．5V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流為0．25A，小燈泡的額定功率P額=U額I=2．5V×0．25A=0．625A；（4）由于燈絲的電阻隨溫度的變化而變化不是一個(gè)定值，故由圖乙發(fā)現(xiàn)燈泡電阻是變化的，影響其變化的主要原因是燈絲溫度；（5）②小紅增加了一只10Ω的定值電阻R，當(dāng)電流表示數(shù)為I=UL/R=2．5V/10Ω=0．25A時(shí)，R兩端的電壓一定為2．5V，由并聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)，燈的電壓為2．5V，燈一定正常發(fā)光，故閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電流表示數(shù)為0．25A時(shí)，燈泡正常發(fā)光；③斷開開關(guān)，保持變阻器滑片P的位置或變阻器接入電路的阻值不變，將電流表改接在所在燈支路中，此時(shí)電路的連接關(guān)系沒有改變，只是電流表由原來測(cè)通過R的電流變?yōu)闇y(cè)通過燈的電流I，R與燈兩端的電壓與變阻器的電壓均保持不變，燈仍正常發(fā)光，通過燈的電流I即為燈正常發(fā)光時(shí)的電流大小，故斷開開關(guān)，保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置（或滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值）不變，將電流表改接在燈泡所在支路中，再閉合開關(guān)，讀出電流表示數(shù)I；④小燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=U額I（或2．5I）。