Question

【题目】小雷同学发现家用白炽灯在刚打开瞬间易烧坏，他猜想：白炽灯的电阻可能与灯丝的某个因素有关？于是找来与白炽灯工作原理相同的小灯泡，按图乙所示电路图进行探究。实验中用到的器材如下：

电流表、电压表、开关各一个，两个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压2.5V、灯丝电阻约为10Ω．

（1）请用笔画线代替导线，把图甲的电路按图乙的电路图连接完整，使滑片P向右端移动时灯的亮度变亮__________。

（2）为顺利完成实验，应选择规格为_____的滑动变阻器。

（3）小雷闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是_____。

（4）连接电路后闭合开关，小灯泡闪亮一下就熄灭。检查发现小灯泡的灯丝已烧断。分析原因是闭合开关时，滑动变阻器连入电路的电阻为_____（选填“最大值”或“最小值”），导致电流过大而形成的

（5）断开开关，更换烧坏的电路元件，进行正确操作。调节滑片使灯泡逐渐变亮，记录电流表和电压表的一系列示数，在图丁中绘制U﹣I图象。当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，灯正常发光时的电阻为_____Ω。

（6）下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图象戊中，正确的是_____。

Answer 1

【答案】 50Ω 0.5A 灯泡被短路 最小值 9.6 B

【解析】解：（1）滑片右移时，灯变亮，即电阻变小，故滑片以右电阻丝连入电路中，灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，如下所示：

（2）电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压2.5V、灯丝电阻约为10Ω，根据串联电路的规律，灯正常发光时变阻器分得的电压：U滑=U=UL=6V﹣2.5V=3.5V，变阻器的电压为灯的额定电压的=1.4倍，由分压原理，变阻器连入电路中的电阻：1.4×10Ω=14Ω，故选用50Ω 0.5A的变阻器；（3）小雷闭合开关后，电流表有示数，说明电路为通路，发现灯泡不亮，电压表无示数，则故障可能是灯泡短路。（4）闭合开关，小灯泡闪亮一下就熄灭。检查发现小灯泡的灯丝已烧断。原因是闭合开关时，滑动变阻器连入电路的电阻为最小值，导致电流过大而形成的；（5）根据绘制U﹣I图象，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数约为0.26A，由欧姆定律，灯正常发光时的电阻：R==≈9.6Ω。（6）小灯泡与滑动变阻器串联，由电阻的串联和欧姆定律，小灯泡功率：P=I2RL=RL，小灯泡的功率P随滑动变阻器阻值R增大时，电流减小，功率减小，不是一次函数的关系，故选B。