Question

9．小明在实验测量小灯泡的电功率（部分实验器材的规格已标明）．

（1）请用笔画线代替导线将图甲中滑动变阻器连入电路，使之接入电路的阻值最大；
（2）实验中，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，则接线柱③⑦间（填接线柱的数字编号）出现了断路（短路/断路）；
（3）故障排除后，小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U-I图象如图丙所示，则小灯泡的额定功率是0.75W，所用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的C（选填选项前字母）：
A．“10Ω，2A”B．“20Ω，2A”C．“25Ω，2A”D．“30Ω，2A”
（4）在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R₁，小灯泡的阻值变化了△R₂，则△R₁＞△R₂（＞/＜/=）．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器串联在电路中，且要接一上一下；
（2）电流表无示数，则电路断路，电压表等于电源电压，则与电压表并联的电路断路；
（3）根据图甲确定灯泡的额定电压，由图丙确定额定电流，根据P=UI计算出额定功率；
根据图象确定变阻器最大时，其两端的电压和电路中的电流值，根据欧姆定律计算出变阻器的最大阻值；
（4）根据电流的变化判断出总电阻的变化，得出电阻变化的大小关系．

解答 解：（1）由图甲知，变阻器滑片在最右端，要使其阻值最大，下面应接左边的接线柱，如图所示：

（2）由图乙知，电流表的示数为零，电压表的示数约等于电源电压，说明与电压表并联的灯泡发生了断路现象，即③⑦之间发生了断路；
（3）由图甲知，灯泡的额定电压为2.5V，由图丙知，当U=2.5V时，I=0.3A，则灯泡的实际功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
灯泡正常发光时，变阻器两端的电压U_滑=3V-2.5V=0.5V；
由图象知，当灯泡两端电压最小时，变阻器的阻值最大，可知此时U滑=3V-0.5V=2.5V；
此时电路中的电流为0.1A，则滑动变阻器的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.1A}$=25Ω，所以滑动变阻器的规格是“25Ω，2A”，C正确；
（4）滑动变阻器接入电路的阻值减小，此时灯泡的阻值变大，但电路中的电流变大，可知电路中的总电阻变小，所以变阻器减小的阻值大于灯泡增大的阻值，△R₁＞△R₂．
故答案为：（1）见上图；（2）③⑦；断路；（3）0.75；C；（4）＞．

点评 本题是测量小灯泡电功率的实验，考查了变阻器的连接、额定功率的计算、电路故障的分析等，考查全面，关键能够从图示中确定相关的已知条件．