题目内容
12．张皓同学做“测定小灯泡电功率”的实验，设计的电路图如图甲所示，小灯泡所标示的额定电压为2.5V．
（1）张皓同学按甲图连好电路如图甲所示，闭合开关前，他应将滑片P移到滑动变阻器的最左（选填“左”或“右”）端；
（2）接着检查电路连接，他发现有一根导线连接错了，请你在甲图中在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法；
（3）改正连接后，他闭合开关，发现灯泡不发光，电流表有示数，电压表示数为0，移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数，那么电路的故障原因是：小灯泡短路；
（4）排除故障后进行实验，他根据实验测得的数据，画出了小灯泡的电流随电压变化的图象如图乙所示，由图象可知小灯泡的额定功率是0.75W；
（5）由步骤（5）知小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线，他结合实验过程分析得知，形成的原因是：灯丝电阻随温度的变化而变化．
（6）张皓同学又设计了两种测量定值电阻Rx阻值的实验电路方案，方案中定值电阻的阻值为R0．
①方案一：闭合开关S，如果电压表V1和V2的读数分别为Ul和U2，则电阻Rx的阻值表达式为Rx=$\frac{{U}_{2}{R}_{0}}{{U}_{1}}$．
②方案二：电路中Rx≠R0，将S接到a，读出电流表的示数I1；再将S接到b，读出电流表的I2；由I1R0=I2Rx可得Rx=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$．请判断结果是否正确并简要说明理由：不正确，没有控制Rx和Ro两端的电压相等．
分析 （1）闭合开关前，滑到变阻器连入电路中的电阻最大；
（2）电压表并联在灯和变阻器的两端了；
（3）电流表有示数，说明电路为通路；移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数，说明变阻器没有问题；发现灯泡不发光，电压表示数为0，说明可能小灯泡短路了；
（4）根据图乙找出额定电压对应的电流，根据P=UI求灯的额定功率；
（5）灯的电阻随随温度的变化而变化；
（6）①方案一中定值电阻与待测电阻串联，已知定值电阻电压与阻值，由欧姆定律可以求出电路电流，已知待测电阻两端的电压，由欧姆定律可以求出待测电阻的阻值；
②用等效替代法测待测电阻的电压，但根据设计，当开关S由a拨到b时，电阻R0和RX两端的电压不相等，故设计是不合理的温度的变化而变化．
解答 解：（1）为保护电路，闭合开关前，滑到变阻器连入电路中的电阻最大，即滑片P移到滑动变阻器的最左端；
（2）原图中电压表并联在灯和变阻器的两端了，应将电压表并联在灯的两端，如下图所示：
（3）他闭合开关，电流表有示数，说明电路为通路；移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数，说明变阻器没有问题；发现灯泡不发光，电压表示数为0，说明可能小灯泡短路了，而导致电压表并联在一根导线两端；
（4）在图乙中，灯在额定电压下对应的电流为0.3A，灯的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）因灯的电阻随温度的变化而变化，R=$\frac{U}{I}$，所以小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线；
（6）①流过电路的电流I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$，由欧姆定律得RX的阻值RX=$\frac{{U}_{2}}{I}$．
②该方案不正确，因为：在串联电路中，根据分压原理，用电器两端电压与其阻值成正比，因Rx≠R0，当开关S由a拨到b时，电阻R0和RX两端的电压不相等，所以实验过程中没有保持Rx和R0两端的电压相等．
故答案为：（1）左； （2）如上图所示；（3）小灯短路；（4）0.75；（5）灯丝电阻随温度的变化而变化；（6）①$\frac{{U}_{2}{R}_{0}}{{U}_{1}}$；②不正确，没有控制Rx和Ro两端的电压相等．
点评 本题测灯的功率和测定值电阻的大小，考查电路的连接、实验注意事项、故障的分析、影响电阻大小的因素及对实验方案的评估能力，知识点无多，综合性强，有一定难度．
如图所示的发光二极管是一种电子元件，它主要是由半导体材料制成的．我们把它连入电路中，当较长的接线脚连A线柱，短脚接B接线柱时，发光二极管和小灯泡都发光；如果较短接线脚接A接线柱，长脚接B接线柱时，发光二极管和小灯泡都不发光，说明此时电路处于开路（填“短路”或“开路”）状态，这说明发光二极管具有单向导电性的性质．| A． | 欧姆 | B． | 法拉第 | C． | 牛顿 | D． | 焦耳 |
| A． | 温度高的物体放出的热量多 | |
| B． | 物体对外做功，它本身的内能增加 | |
| C． | 温度越高的物体内部分子无规则运动越激烈 | |
| D． | 物体温度升高，一定是由于吸收了热量 |