Question

1．在“测量小灯泡的电功率”实验中，如图所示，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，现有A、B两个滑动变阻器，规格分别为“10Ω　1A”、“50Ω　2A”，电源电压为9V．

（1）本实验中应该选择B（选填“A”或“B”）滑动变阻器；
（2）图甲中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整；
（3）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是把电流表调零；
（4）正确连接好电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近9V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是灯泡断路；
（5）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图象，如图丙所示，则小灯泡的额定功率为0.5W．
（6）小明观察图象并思考，根据欧姆定律，在电阻不变时，电流与电压成正比，所连成的线应是一条直线，而实际却不是这样，根据以上信息，你可以得到的结论是：灯泡电阻与温度有关．

Answer 1

分析 （1）已知灯泡额定电压与灯泡阻值，由欧姆定律可以求出灯泡正常发光时的电流；由串联电路特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，然后由欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器；
（2）根据灯泡的额定电压确定电压表量程，根据灯泡正常发光时的电流确定电流表量程，把电流表、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，连线时要注意滑动变阻器的接法；
（3）由图知，电流表指针没有指在零刻度线上，使用电流表前应对电流表进行机械调零，使指针指在零刻度线上；
（4）闭合开关灯泡不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路；电流表无示数可能是电路断路；电压表示数接近9V，等于电源电压，说明电压表与电源两端相连，电压表并联电路之外，不存在断路；综合分析知电路故障原因是：灯泡断路；
（5）已知灯泡的额定电压，通过图象得到额定电压下的电流，利用公式P=UI得到灯泡的额定功率；
（6）灯丝电阻受温度的影响，变化较明显，并且温度越高，电阻越大．

解答 解：（1）灯泡正常发光时，电路中的电流：I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A；
则滑动变阻器两端的电压：U_滑=U-U_L=9V-2.5V=6.5V，
此时滑动变阻器接入电路的阻值为：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6.5V}{0.25A}$=26Ω，大于滑动变阻器“10Ω1A”的最大阻值，因此应选规格为“50Ω2A”的滑动变阻器；
（2）灯泡的额定电压是2.5V，电压表应选0～3V量程，电路图如图所示：
；
（3）电流表指针没有指在零刻度线上，应先对电流表调零；
（4）电路正确连接后，闭合开关，移动滑片P，发观灯泡总不亮，且电流表无示数，但电压表示数接近9V，则故障原因可能是灯泡断路；
（5）①由图象知，在额定电压下，通过灯泡的电流为0.2A；则灯泡的额定功率：P_额=U_额I=2.5V×0.2A=0.5W；
（6）灯丝的电阻随温度的升高而变大，所以电压与电流的比值--电阻是变大的；
故答案为：（1）B；（2）见图；（3）把电流表调零；（4）灯泡断路；（5）0.5；（6）灯泡电阻与温度有关．

点评 本题考查了电路故障分析、求灯泡额定功率、灯泡电阻与温度的关系、电功率的变化以及滑动变阻器规格的选择，设计的知识点多，综合性较强，具有一定的代表性．