Question

16．小宇用图1的电路图测量“小灯泡正常发光时的电阻”，选用的电源电压为3.0V，小灯泡的额定电压为2.5V，图2是未连接完整的实验电路．

（1）按照电路图将图2中的实物电路元件连接补充完整，要求当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的示数减小，在连接电路时，导线不能交叉．
（2）在连接电路过程中，开关要断开，并将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，其目的是保护电路．
（3）闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片p，当电压表的示数如图3所示时，其读数为1.8V；若要测得小灯泡正常发光时的电阻，滑片P应向A（选填“A”或“B”）端移动．
（4）通过移动滑动变阻器，多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象，如图4所示，在该图象中发现电流不与电压成正比，这是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大．
（5）小宇最后不仅测出了小灯泡正常发光时的电阻是12.5Ω，还测出了小灯泡的额定功率是0.5W．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中，当滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表的示数减小，
说明滑片右移时接入电路中的电阻变大，即滑动变阻器的左下方接线柱必须接入电路中；
（2）为保护电路，向电路中连接开关时，应该先将开关断开，电路中滑动变阻器的作用：闭合开关前滑片处于最大阻值处，保护电路；
（3）确定电压表的量程和分度值后读出电压表的数值；要测量小灯泡正常发光时的电阻，需使小灯泡两端的电压等于额定电压，
根据串分压的知识或欧姆定律判断滑动变阻器阻值的变化，得出滑片移动的方向；
（4）图象不是直线说明电压与电流的比值即电阻是变化的，可以从影响电阻大小的因素进行分析；
（5）根据图象确定额定电压下对应的电流，利用欧姆定律的变形公式R=$\frac{U}{I}$求出小灯泡正常发光时的电阻；根据P=UI可求得小灯泡的额定功率．

解答 解：（1）滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的示数减小，
说明滑动变阻器接入电路的阻值变大，故应将滑动变阻器的左下接线柱与灯泡的右接线柱连接，如图所示：
；
（2）为了保护电路元件，防止短路的发生，在连接电路过程中，开关要断开．
闭合开关前，滑片处于最大阻值处，电路电阻最大，电流最小，对电路起保护作用．
（3）由图3可知，电压表选择的量程是0～3V，分度值是0.1V，所以电压表示数为1.8V．
要使灯泡两端电压由1.8V增大到2.5V，则电路电流要增大，总电阻减小，滑动变阻器连入电路的电阻减小，所以滑片P应向A端移动．
（4）由图4可知，电压和电流的比值是变化的即灯泡的电阻是变化的，原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以通过小灯泡的电流不与其两端的电压成正比．
（5）由图象可知，当小灯泡正常发光时的电压U=2.5V，对应的电流I=0.2A；
由I=$\frac{U}{R}$得，小灯泡正常发光时的电阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω．
小灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案为：（1）见上图；
（2）断开；保护电路；
（3）1.8；A；
（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（5）12.5；0.5．

点评 本题考查了连接实物图时的注意问题、滑动变阻器的使用、电压表的读数、电路故障的判断、电阻和电功率的计算等知识，虽具有一定的综合性，但都属于基础知识，一定要掌握．