Question

【题目】图甲为测定“小灯泡电功率”的实验电路，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。

（1）小宇连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表无示数，电流表有示数，则故障原因可能是_____。

（2）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某位置，电压表示数（如图乙所示）为_____V，则此时小灯泡消耗的实际功率_____（选填“大于”，“小于”或“等于”）额定功率。

（3）小宁继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成I﹣U图像（图丙），根据图像，可计算出小灯泡的额定功率是_____W。

（4）进一步分析图像可知，随着小灯泡两端电压的增大，灯丝电阻逐渐增大，造成这一现象的原因可能是_____。

（5）小宇将原电路中的小灯泡先后换接阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻，探究“电流与电阻的关系”。

①先将5Ω的电阻接入电路，移动变阻器滑片，使电压表示数为2V。此时，电流表的示数为_____A。

②当小字将10Ω的电阻替换5Ω的电阻时，在如图甲中应向_____移动滑片，才能使电压表的示数保持不变。

③实验中为了保证接入20Ω的定值电阻时，电压表示数不变，则滑动变阻器的最大阻值应不小于_____Ω。

Answer 1

【答案】灯泡短路了 2.2 小于 0.5 灯丝的电阻随温度的升高而增大 0.4 右 25

【解析】

(1)[1]闭合开关，移动滑片，电流表有示数，说明电路是通路，但小灯泡始终不亮，且电压表无示数，则故障原因可能是灯泡短路了；

(2)[2]由图乙可知，电压表使用0-3V量程，分度值为0.1V，电压表示数为2.2V；

[3]此时灯泡的电压小于额定电压2.5V，所以灯泡实际功率小于额定功率；

(3)[4]由丙可知，灯泡正常发光时（电压为2.5V），通过灯泡的电流为0.2A，所以灯泡的额定功率为：

；

(4)[5]当灯泡中有电流通过时要发热，且电压越大，电流越大，灯泡的实际功率越大，温度越高，灯丝的电阻就越大；

(5)①[6]5Ω的电阻接入电路，电压表示数为2V，此时电流表的示数为：

；

②[7]将5Ω的电阻换成了10Ω的电阻时，串联电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，滑动变阻器分得的电压变小，定值电阻分得的电压变大；探究电流和电阻之间关系，必须保持电阻两端的电压不变，即与电阻并联的电压表示数不变，所以应调节滑片向右移动，增大滑动变阻器接入电路的电阻，使电压表的示数仍为2V；

③[8]当接入20Ω电阻时，由串联电路特点知：，由欧姆定律得：，即：

，

解得：R滑=25Ω，即变阻器最大阻值应不小于25Ω。