Question

1．下列甲图是某实验小组探究小灯泡功率所用的器材，已知小灯泡的额定电压为2.5V．
①请你用笔画线代替导线，将甲图实物连接完整．要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡亮度变亮，连线不能交叉．

试验次数	电压V	电流A
1	3.0	0.28
2	2.5	0.25
3		0.18

②该组同学连接好电路，将滑片P移到A端（选填A或B），并用开关试触，
检查无误后，闭合开关，并调节滑片P，虽然两表示数能够发生变化，但发现灯泡电压无法降低到2.5V，其原因可能是滑动变阻器最大电阻值太小．
③从表中数据可算出该灯泡的额定功率是0.625W；
④细心的同学观察表中的数据发现，虽然是同一灯泡，但灯泡中的电流与其两端的电压并不成正比，请你分析其原因是灯丝电阻随温度变化而变化．
⑤小明想利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系．他把电源更换成电压为6V且保持不变，选择了阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，闭合开关，移动滑片，使电压表示数2.5V时，读出电流表的示数．可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比．为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器．

Answer 1

分析 （1）电流表应与被测电路串联，滑动变阻器接入电路时应采用“一上一下，各用一个”的接法并根据要求选合适的接线柱；
（2）闭合开关前，为保护电路，滑片应处于最大阻值处；为使灯泡电压降低到2.5V，根据串联电路具有分压作用分析此时变阻器分担的电压过小的原因即可．
（3）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据P=UI求出小灯泡的额定功率；灯丝电阻随温度变化而变化，从电阻大小的影响因素上分析；
（4）灯丝电阻随温度变化而变化，从电阻大小的影响因素上分析；
（5）根据串分压的知识，当电阻值为25Ω时，所需的滑动变阻器的阻值最大，根据图象确定电路中电流，由R=$\frac{U}{I}$计算出电路中的总电阻，从而计算出滑动变阻器的阻值．

解答 解：①由表格数据可知，电流表应采用0-0.6A量程并与灯泡串联，滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡亮度变亮，即接入电路的电阻变小，故应采用右下接线柱，如图所示；
②闭合开关前，滑片处于最大阻值处，滑动变阻器接入右半段，滑片处于最左端，即A端．实验过程中，移动滑动变阻器滑片，改变灯泡两端的电压，完成多次实验；若灯泡电压无法降低到2.5V，即此时变阻器分担的电压过小；根据串联电路具有分压作用可知：滑动变阻器最大电阻值太小；
③由表可知：电压达到2.5V时，通过小灯泡的电流为0.25A；则小灯泡的额定功率：P_额=U_额I_额=2.5V×0.25A=0.625W；
④当通过灯丝的电流增大时，灯丝的温度升高，灯丝的电阻增大；所以灯泡的电阻是与通过灯丝的温度有关的，即灯丝电阻随温度变化而变化；
由图知，电路的最小电流I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{2.5V}{25Ω}$=0.1A，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压：
U_滑=U-U_R=6V-2.5V=3.5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器接入电路的阻值：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.1A}$=35Ω，即滑动变阻器的阻值不能小于35Ω．
故答案为：①如图；②A；滑动变阻器最大电阻值太小；③0.625；④灯丝电阻随温度变化而变化；⑤电流与电阻成反比；35．

点评 此题是测量额定功率的实验，首先要掌握功率的计算公式，理解额定功率的概念，才能简单应对有关滑动变阻器的作用及额定功率的计算问题，有关电路的连接及电表的读数都是基础性内容．