Question

诗诗用伏安法测小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压为2.5V，她将电路连接如图：

（l）电路连接是有错误的，请你在错误的导体上打个“×”，另画一条导线，使 电路连接正确．（只改一处）
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表数为0，电流表有示数，其故障可能是

 

．
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，发现电压表示数为lV，若要测出小灯泡的额定电功率，应将滑片向

 

（选填；“左”或“右”）移动．
（4）她测出了小灯泡多组对应的电压值和电流值，并绘制出了小灯泡U-I图象，她又借来了一定值电阻Rx（阻值未知）利用桌上的实验器材测出了多组定值电阻对应的电压值和电流值，绘制出R_x的U-I图象，根据图象信息，请你判断小灯泡U-I图象是

 

（选填“a”或“b”），小灯泡的额定功率是

 

W．
（5）诗诗进一步分析还发现，小灯泡的电阻变化的，你认为电阻变化的主要原因是

 

，定值电阻的阻值为

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）实物连接图中，主要从电流表、电压表、滑动变阻器的使用方法上考虑：
从电流表和电压表的量程、连接方式、正负接线柱三个方面分析．
从滑动变阻器的接线柱选择和滑片位置分析．
（2）电流表有示数说明电路通路，电压表示数为0说明电压表并联的部分短路或其接线柱断路．
（3）根据电压表示数与灯泡额定电压间的关系确定滑片的移动方向．
（4）灯丝的电阻随温度变化而变化据此判断U-I图象，根据图象读出灯泡两端电压为2.5V时对应的电流，再利用P=UI求出小灯泡的额定功率．
（5）灯丝的电阻随温度的升高而增大；根据图象b读出一组对应的电压和电流值，然后利用欧姆定律的变形公式即可求出b的电阻．

解答：解：（1）电压表并联在灯泡和滑动变阻器的两端，测灯泡和滑动变阻器的总电压，所以电压表的“3”接线柱和滑动变阻器右下端接线柱连接错误，应把电压表并联在灯泡两端，电压表的“3”接线柱和灯泡右端接线柱连接，如下图所示：

（2）电流表有示数，说明电路为通路；电压表示数为零，说明电压表并联的部分短路，即小灯泡短路．
（3）要使灯泡两端电压从1V增大到2.5V，则灯泡两端电压需增大→电路中的电流增大→电路中总电阻减小→滑动变阻器电阻减小，所以滑动变阻器的滑片向左移动，使电压表示数为2.5V；
（4）当电阻一定时，电压与电流成正比，U-I图象为b，而灯丝的电阻随温度的升高而升高，因此小灯泡U-I图象是a；
根据图象可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.3，则小灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）因为灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以小灯泡的电阻是变化的；
根据b图象可知，当定值电阻两端电压为3V时，通过的电流为0.3A，故定值电阻的阻值：R=

U

I

=

3V

0.3A

=10Ω．
故答案为：（2）小灯泡短路；（3）左；（4）a；0.75；（5）灯丝的电阻随温度的升高而增大；10．

点评：本题考查了电压表的使用、滑动变阻器的使用，同时考查了灯丝电阻与温度的关系、电阻和功率的计算、读出能力及电路故障的分析，其中根据图象得出额定电压和电流是计算额定功率的关键．