题目内容

13.在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中,待测小灯泡额定电压为2.5V
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于a(选填“a”或“b”)端.
(2)当开关闭合前,发现小灯泡不亮,经过分析,一小组的同学猜想了以下可能的原因,见表,请根据同学们的猜想,在表中写出对应的电压表和电流表的示数情况(选填“有”或“无”).
 猜想 电压变示数情况 电流表示数情况
 灯泡断路  几乎为零
 灯泡短路  
(3)故障排除后,同学们移动滑动变阻器的滑片,记录多组小灯泡两端不同的电压及对应的电流表,根据这些数据在坐标纸上绘制出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象(如图所示),分析图象可知,小灯泡正常工作时的灯丝电阻为10Ω.
(4)从图象还可以看出,小灯泡灯丝的电阻随电压的增大逐渐变大(选填“变大”或“变小”)从物理学角度分析,造成这一现象的原因是灯丝电阻受到温度的影响.
(5)该实验的整套装置还可以用于其它实验,请举出一例.测量小灯泡的电功率.

分析 (1)滑动变阻器的滑片要处于最大阻值处,电路中电流最小,起保护作用.
(2)灯泡串联在电路中,灯泡断路时,电路中无电流.电压表串联在电路中测电源电压;
灯泡短路时,电路是通路,电压表测量导线电压.
(3)从图象上找到2.5V下的电流值,根据R=$\frac{U}{I}$求电阻.
(4)分别计算0.5V、1.5V、2.5V下的电阻,进行比较电阻的变化.
(5)由电压表测电压,由电流表测量电流,根据P=UI测功率.

解答 解:(1)闭合开关前,滑片离接入电路的下面接线柱最远,滑动变阻器的滑片处于a端,此时电阻最大,电流最小,保护电路.
(2)灯泡断路,电流表无示数,电压表串联在电路中,电压表测电源电压,有示数且为电源电压,电源有两节干电池组成,此时电压表的示数为3V;
灯泡短路,其它元件正常工作,电路是通路,电流表有示数.电压表测导线两端电压U=IR=I×0Ω=0V,电压表无示数.
(3)由图象知,2.5V电压下,灯泡中的电流为0.25A,所以R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω.
(4)同理求得灯泡在0.5V、1.5V、2.5V电压下的电阻为5Ω、7.5Ω、10Ω.灯丝电压增大,电流增大,电阻变大.造成这个现象的原因是,电压增大,电流增大,温度升高,电阻增大.
(5)利用本装置能测量电压和电流,还能求出电功率,所以还能完成测灯泡功率实验.
故答案为:(1)a;(2)

猜想电压表示数情况电流表示数情况
灯泡断路3V无示数
灯泡短路无示数有示数
(3)10;(4)变大;(5)测量小灯泡的电功率.

点评 本题涉及到的知识很多,电路故障时,电压表电流表的示数,滑动变阻器的作用,从图象中读出对应的电压和电流来计算电阻,分析电阻和温度的关系,多次测量的目的等等,综合性很强.

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