Question

在测量标有“2.5V  0.3A”的小灯泡额定功率的实验中，实验室提供的器材有：电压为6V的电源、电流表、电压表、开关各一个，导线若干，两个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 1.5A”的滑动变阻器．

（1）完成此实验应选用规格为

 

的滑动变阻器接入电路．
（2）选择合适的器材后，按图-1连接电路．闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，此现象的原因是

 

．
（3）排除故障后进行实验．根据实验数据绘制了小灯泡中的电流随其两端电压变化关系的图象如图-2．请在图-3中标出电流表的示数为0.2A时指针的位置，从图-2中找出此时对应的电压值为

 

V．
（4）由图-2图象可知，小灯泡的额定功率为

 

W．
（5）从图-2图象还可看出，小灯泡灯丝的电阻随电压的增大而

 

（选填“增大”、“减小”或“不变”）．发生这种现象的原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）由串联电路特点与欧姆定律求出灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值，然后根据该阻值选择滑动变阻器．
（2）小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路出现断路现象；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连．
（3）直接表示出电流表的示数为0.2A时指针的位置；根据图2读出电流为0.2A时对应的电压值．
（4）根据图2读出灯泡两端电压为2.5V时对应的电流值，然后利用P=UI求出小灯泡的额定功率．
（5）根据图3找出电流随电压变化的关系，然后由欧姆定律的变形公式可判断出灯丝电阻随电压如何变化．

解答：解：（1）灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
∵I=

U

R

，
∴此时滑动变阻器接入电路的阻值为R_滑=

U滑

I

3.5V

0.3A

≈11.67Ω，故滑动变阻器应选用规格为：“50Ω 1.5A”．
（2）小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路有断路现象；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；因此故障为灯泡断路；
（3）电流表的示数为0.2A时指针的位置，如下图所示：
       
根据图2可知，当电路中的电流为0.2A时，电压表的示数为1V；
（4）根据图2可知，当电压表示数为2.5V时，通过灯泡的电流为0.3A，故灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）由图3可知，随电压U增大，电路电流I也增大，并且△U＞△I，由欧姆定律的变形公式R=

U

I

可知灯丝电阻增大．
因为小灯泡的功率越大，灯丝温度越高，灯丝的电阻随温度的升高而增大．
故答案为：（1）“50Ω 1.5A”；（2）小灯泡断路；（3）1；（4）0.75；（5）增大；小灯泡的功率越大，灯丝温度越高，灯丝电阻随温度发生了变化．

点评：本题考查了滑动变阻器的选择、故障分析、求灯泡电功率以及灯丝电阻与温度的关系等问题，是实验的常考问题；分析I-U图象找出电压对应的电流是求电功率的前提与关键．