Question

3．某班同学到实验室做“测定小灯泡功率”的实验．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A  0～3A）、电压表（0～3V  0～15V）、开关各一个，导线若干，滑动变阻器三只：R₁（5Ω  0.5A）、R₂（50Ω  0.5A）、R₃（500Ω  1A）．同学们设计的电路如图甲所示：

（1）请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整．
（2）最合适的滑动变阻器应选用R₂（选填“R₁”、“R₂”、“R₃”）
（3）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图丙所示，则接下来的操作是把指针调至零刻线（调零）．
（4）经检查无误后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，根据记录的数据，同学们画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丁），根据图象提供的信息，算出小灯泡的额定功率为0.625W，小灯泡灯丝电阻随电压增大而增大（选填“增大”“减小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）求出灯正常发光时的电流大小确定电流表量程，变阻器按一下一上接入电路中；
（2）选择滑动变阻器的规格，要从电路需要滑动变阻器的最大电阻和电路通过的最大电流考虑：
滑动变阻器的最大阻值要稍大于电路需要滑动变阻器的最大阻值．
滑动变阻器允许通过的最大电流大于电路最大电流．
（3）实验前，要看电表的指针是否指零刻度，不在零刻度要进行调零．
（4）在图象上找到灯泡2.5V下的电流，根据P=UI计算额定功率．
灯丝的电阻受温度影响很大，随温度的升高而增大．

解答 解：（1）灯泡正常工作时电流为I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，电流表选用小量程与灯串联，变阻器按一下一上接入电路中，如下所示：


（2）测定灯泡功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点得，灯泡正常工作时，
滑动变阻器电压为：U'=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑动变阻器电阻为：R'=$\frac{U′}{{I}_{L}}=\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω．
滑动变阻器最大电阻稍大于电路需要的滑动变阻器电阻，“5Ω 0.5A”电阻太小，“500Ω 1A”电阻太大．“50Ω 0.5A”的滑动变阻器电阻和电流都合适．
（3）实验前，电流表指针没有在零刻度，需要调零．
（4）灯在额定电压下的功率为额定功率，在图象中查得，灯泡在2.5V下的电流为0.25A，
所以P_额=U_额I_额=2.5V×0.25A=0.625W．
灯丝的电压增大，温度升高，电阻增大．
故答案为：
（1）如上图；
（2）R₂
（3）把指针调至零刻线（调零）；
（4）0.625；  增大．

点评 本题测定小灯泡功率，考查电路的连接、器材的选择、电流表的使用、额定功率的计算及影响电阻大小的因素，为中考的热点问题．