图甲为测定“小灯泡电功率的实验电路.电源电压为4.5V.小灯泡额定电压为2.5V.电阻约为10Ω．(1)小明连接好电路后.闭合开关.移动滑片.发现小灯泡始终不亮.且电压表有示数.电流表无示数.则故障原因可能是灯泡断路．(2)排除故障闭合开关.移动滑片P到某位置.电压表示数为2.2V.则此时灯泡消耗的实际功率小于额定功率(选填“大于 .“小于 � 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

17．图甲为测定“小灯泡电功率”的实验电路，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

（1）小明连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是灯泡断路．
（2）排除故障闭合开关，移动滑片P到某位置，电压表示数（如图乙所示）为2.2V，则此时灯泡消耗的实际功率小于额定功率（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）小明继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成I-U图象（图丙），根据图象，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．
（4）进一步分析图象可知，随着灯泡两端电压的增大，灯丝电阻逐渐增大，造成这一现象的原因可能是灯丝的电阻随温度的升高而增大．
（5）小敏将原电路中的小灯泡先后换接阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻，探究“电流与电阻关系”
①先将5Ω的电阻接入电路，移动变阻器滑片，使电压表示数为2V，此时，电流表的示数为0.4A．然后换接10Ω的电阻，为了保持电压表示数不变，此时滑动变阻器的滑片应向右（左/右）移动．
②实验中为了保证接入20Ω的定值电阻时，保持电压表示数不变，则滑动变阻器的最大阻值应不小于25Ω．

分析（1）灯泡不发光，电流表指针不发生偏转，电路断路，电压表有偏转，电压表与电源接通，由此分析解答；
（2）根据电压表的量程和读数，当用电器两端的电压小于额定电压时，功率小于额定功率；
（3）由图象读出灯泡正常发光时的电路，根据P=UI计算得到额定功率；
（4）导体电阻的决定因素有：导体的材料、长度、横截面积、温度四个因素．因此从导体的决定因素入手来分析此题；
（5）①由欧姆定律计算电路中电流；要探究电流和电阻之间关系，必须保持电阻两端的电压不变，由此根据电路特点和欧姆定律分析解答；
②应用串联电路特点与欧姆定律分析答题．

解答解：
（1）连好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，说明在电压表两接线柱之间的电路是断路，所以出现故障的原因可能是灯泡断路．
（2）由图乙可知，电压表量程为0-3V，分度值为0.1V，电压表示数为2.2V，此时灯泡的电压小于额定电压，故实际功率小于额定功率；
（3）由丙可知，灯泡正常发光时（电压为2.5V），通过灯泡的电流为0.2A，
所以灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）当灯泡中有电流通过时要发热，且电压越大，电流越大，灯泡的实际功率越大，温度越高，灯丝的电阻就越大；
（5）①5Ω的电阻接入电路，电压表示数为2V，此时电流表的示数为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2V}{5Ω}$=0.4A；
将5Ω的电阻换成了10Ω的电阻时，串联电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，滑动变阻器分得的电压变小，电阻分得的电压变大；
探究电流和电阻之间关系，必须保持电阻两端的电压不变，即与电阻并联的电压表示数不变，所以应调节滑片向右移动，增大滑动变阻器接入电路的电阻，使电压表的示数仍为2V；
②电源电压为4.5V，定值电阻两端电压为2V，则滑动变阻器分压为4.5V-2V=2.5V，
当接入20Ω电阻时，由串联电路特点知：I_R=I_滑，
由欧姆定律有：$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$，即：$\frac{2V}{20Ω}$=$\frac{2.5V}{{R}_{滑}}$，解得：R_滑=25Ω，即变阻器最大阻值应不小于25Ω．
故答案为：
（1）灯泡断路；（2）2.2；小于；（3）0.5；（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大；（5）①0.4；右；②25．