题目内容
【题目】实验室购买了一批规格为“2.5V 0.8W”的小灯泡，小明同学利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验，他设计了如图甲所示的电路图。实验中各元件完好，电源电压保持不变。
（1）检查器材时，小楼发现电压表存在如图乙所示的两个问题：一是指针位置不对；二是部分刻度模糊，出现指针位置不对的原因是_________。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至________（选填“A”或“B”）端。
（3）若有三个滑动变阻器，规格分别为R1（5Ω 2A）、R2（20Ω 1A）、R3（100Ω 0.1A），则应选择______（选填“R1”“R2”或“R3”）。
（4）将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，经检查灯泡是完好的，则故障可能是导线_____（选填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”、“f”或“g”）出现断路。
（5）小明调节滑动变阻器的滑片得到了三组电压和电流的数据，填入他自己设计的表格。
次数 | 电压U/V | 电流I/A | 电功率P/W | 平均电功率P′/W |
1 | 2 | 0.34 | ||
2 | 2.5 | 0.4 | ||
3 | 3 | 0.44 |
①请指出这个表格设计不合理的地方____________.
②小明操作规范读数正确，根据表中数据，当小灯泡两端电压为2.5V时，求得小灯泡的电功率为______W，故小明认为该小灯泡不合格，他判断的理由是________.
③假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的,则这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度_________(选填“大于”或“小于”)合格产品小灯泡钨丝的长度。
（6）小明还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成电阻，当电阻阻值是2Ω时，电流表示数为1A；要使电流表示数是0.5A，应将2Ω的电阻更换为_______Ω的电阻；多次测量后作出的IR图象是图中的_________.
【答案】没有通过调零旋扭调零 B R2 f 表格最后一项求平均电功率没有意义 1 额定电压下的实际功率比额定功率大 小于 4 D
【解析】
（1）如图乙所示电压表的指针指针位置不对，没有指示零刻度，原因是没有通过调零旋扭调零。
（2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大端，如图连接滑动变阻器的A端时，滑片位于B端电阻最大。
（3）根据
得，灯泡的额定电流为：
，
如图电源由三节蓄电池组成，电压为6V，根据串联电路的分压特点和欧姆定律可得滑动变阻器的最小阻值为：
，
可见R1阻值太小了，而R3的电流小于灯泡的额定电流，所以应选择R2。
（4）将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路中存在断路故障，电压表示数接近电源电压，说明电压表到电源两极是通的，则电压表并联的部分断路，且经检查灯泡是完好的，所以故障是导线f出现断路。
（5）①当灯泡两端的电压不同时，灯泡实际功率不同，将灯泡的实际功率求平均数是没有意义的，所以这个表格设计不合理的地方是：表格最后一项求平均电功率没有意义。
②根据实验数据，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流为0.4A，求得小灯泡的电功率为：
，可见额定电压下的实际功率比额定功率大，所以小明认为该小灯泡不合格。
③根据
知，电压一定时，电阻越小，功率越大，说明该灯泡的电阻比合格产品电阻小；
在材料和粗细一定时，导体越长电阻越大，越短电阻越小，所以这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度小于合格产品小灯泡钨丝的长度。
(6)将甲图中的小灯泡换成电阻探究电流与电阻的关系，过程中应保证电阻两端的电压不变，当电阻阻值是2Ω时，电流表示数为1A；要使电流表示数是0.5A，根据欧姆定律和电阻两端的电压不变得：
，即
，解得
，即应将2Ω的电阻更换为4Ω的电阻；
电压一定时，电流与电阻成反比，图A电流不随电阻变化，不正确；图BC为一次函数图像，不正确；图D电流随电阻增大而减小，且成反比关系，故D正确。
