Question

16．小明在進(jìn)行“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上給他提供的器材有：6V蓄電池、電流表（0-0.6A、0-3A）、電壓表（0-3V、0-15V）、“50Ω、1A”和“10Ω、1.5A”兩種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器，額定電壓為2.5V的小燈泡（正常發(fā)光時(shí)的電阻約為10Ω）、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干．
（1）為順利完成實(shí)驗(yàn)，小明在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用規(guī)格為50Ω、1A 的滑動(dòng)變阻器．
（2）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，幫小明將圖甲的實(shí)物電路連接完整．（要求：滑片P向右移動(dòng)時(shí)，小燈泡變暗）
（3）連好電路后，閉合開關(guān)，通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，分別記下了多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制了U-I圖象如圖乙所示．根據(jù)U-I圖象提供的信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W．
（4）小明根據(jù)U-I圖象中數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)：隨著小燈泡兩端電壓的增大，燈絲的電阻變大，你認(rèn)為原因可能是小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而變大．

Answer 1

分析 （1）由歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，由歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，據(jù)此選擇滑動(dòng)變阻器規(guī)格．
（2）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，把滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)．
（3）由圖象求出燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，由P=UI求出燈泡額定功率；由圖象求出電壓1.5V對(duì)應(yīng)的電流，由歐姆定律求出燈泡電阻．
（4）燈泡電阻受溫度影響，水溫度升高而增大．

解答 解：
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流約為I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
由I=$\frac{U}{R}$得，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω＞10Ω，因此應(yīng)選規(guī)格為50Ω、1A的滑動(dòng)變阻器．
（2）燈泡額定電壓是2.5V，電壓表選0～3V量程，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，滑片P向右移動(dòng)時(shí)，小燈泡變暗，即滑片向右移動(dòng)，連入電路中的電阻變大，應(yīng)使用A接線柱，電壓表與燈泡并聯(lián)，如圖所示：

（3）由圖乙所示圖象可知，燈泡額定電壓2.5V對(duì)應(yīng)的電流為0.2A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）根據(jù)U-I圖象中數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)：隨著小燈泡兩端電壓的增大，燈絲的電阻增大，這是因?yàn)殡S燈泡電壓與電流增大，燈泡實(shí)際功率增大，燈絲溫度升高，從而燈絲電阻變大．
故答案為：
（1）50Ω、1A；
（2）如圖所示；
（3）0.5；（4）變大；小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而變大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、連接實(shí)物電路圖、求燈泡功率與電阻、分析影響燈絲電阻的因素，選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)要保證電路安全；連接實(shí)物電路圖時(shí)，要注意電表量程的選擇，注意電表正負(fù)接線柱不要接反．