Question

10．“测小灯泡额定电功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为4.5V的电源，额定电压为2.5V的待测小灯泡，电阻约为l0Ω，电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），开关和导线若干．还有标有“10Ω 2A”的滑动变阻器A和标有“5Ω 1A”的滑动变阻器B．
（1）若小明设计电路如图甲所示，请选择合适的量程，并用笔画线代替导线将图甲的实验电路图连接完整；
（2）本实验选择的滑动变阻器是A（选填“A”或“B”）；
（3）当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时，观察到电压表示数如图乙所示，根据所选正确量程，其示数为2V；
（4）为了测量小灯泡额定功率，此时应该将变阻滑的滑片P向B（选填“A”或“B”）移动．当电压达到小灯泡额定电压时，小灯泡正常发光，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为0.5W．
（5）小明综合分析实验数据发现，灯泡越亮时灯丝的电阻越大，说明灯丝的电阻随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联接入电路；根据灯泡的额定电流选择电流表的量程，然后与小灯泡的左侧相连；根据小灯泡的额定电压选择电压表量程；
（2）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据欧姆定律求出此时电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的阻值即可选择器滑动变阻器的规格；
（3）根据电压表的量程和分度值读出电压表的示数；
（4）电压表的示数小于灯泡的额定电压，要使灯泡正常工作，灯泡两端电压增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小；看清电流表的量程和分度值，读出电流表示数，利用P=UI求出其电功率；
（5）灯丝的电阻随温度的升高而增大．

解答 解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，则电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联；
小灯泡的额定电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，则电流表的量程为0～0.6A，且与灯泡串联；如下图所示：

（2）灯泡正常发光时的电压等于额定电压U_L=2.5V，
根据欧姆定律可知此时电路电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
此时滑动变阻器接入电路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.25A}$=8Ω，
所以本实验中应该选择规格为“10Ω 2A”的A滑动变阻器；
（3）电压表使用0～3V量程，分度值为0.1V，电压为2V；
（4）要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从2V增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向B端移动，使电压表的示数为2.5V为止；
电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，此时示数为0.2A，小灯泡正常发光，U=2.5V，则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）灯泡电阻随灯泡电压的升高而增大；原因是：随灯泡电压的升高，灯泡实际功率增大，灯泡温度升高，电阻变大，说明灯丝的电阻随温度的升高而增大．
故答案为：（1）如上图；（2）A；（3）2；（4）B；   0.5；（5）随温度的升高而增大．

点评 此题是“测量小灯泡电功率”的实验，考查了滑动变阻器的选择，同时考查了电流表、电压表的读数及电功率的计算，同时考查了灯丝电阻与温度的关系．