Question

詩(shī)詩(shī)用伏安法測(cè)小燈泡的額定功率，小燈泡的額定電壓為2.5V，她將電路連接如圖：

（l）電路連接是有錯(cuò)誤的，請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)體上打個(gè)“×”，另畫一條導(dǎo)線，使 電路連接正確．（只改一處）
（2）正確連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表數(shù)為0，電流表有示數(shù)，其故障可能是

 

．
（3）排除故障后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片到某一位置時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為lV，若要測(cè)出小燈泡的額定電功率，應(yīng)將滑片向

 

（選填；“左”或“右”）移動(dòng)．
（4）她測(cè)出了小燈泡多組對(duì)應(yīng)的電壓值和電流值，并繪制出了小燈泡U-I圖象，她又借來了一定值電阻Rx（阻值未知）利用桌上的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)出了多組定值電阻對(duì)應(yīng)的電壓值和電流值，繪制出R_x的U-I圖象，根據(jù)圖象信息，請(qǐng)你判斷小燈泡U-I圖象是

 

（選填“a”或“b”），小燈泡的額定功率是

 

W．
（5）詩(shī)詩(shī)進(jìn)一步分析還發(fā)現(xiàn)，小燈泡的電阻變化的，你認(rèn)為電阻變化的主要原因是

 

，定值電阻的阻值為

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）實(shí)物連接圖中，主要從電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的使用方法上考慮：
從電流表和電壓表的量程、連接方式、正負(fù)接線柱三個(gè)方面分析．
從滑動(dòng)變阻器的接線柱選擇和滑片位置分析．
（2）電流表有示數(shù)說明電路通路，電壓表示數(shù)為0說明電壓表并聯(lián)的部分短路或其接線柱斷路．
（3）根據(jù)電壓表示數(shù)與燈泡額定電壓間的關(guān)系確定滑片的移動(dòng)方向．
（4）燈絲的電阻隨溫度變化而變化據(jù)此判斷U-I圖象，根據(jù)圖象讀出燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流，再利用P=UI求出小燈泡的額定功率．
（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；根據(jù)圖象b讀出一組對(duì)應(yīng)的電壓和電流值，然后利用歐姆定律的變形公式即可求出b的電阻．

解答：解：（1）電壓表并聯(lián)在燈泡和滑動(dòng)變阻器的兩端，測(cè)燈泡和滑動(dòng)變阻器的總電壓，所以電壓表的“3”接線柱和滑動(dòng)變阻器右下端接線柱連接錯(cuò)誤，應(yīng)把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電壓表的“3”接線柱和燈泡右端接線柱連接，如下圖所示：

（2）電流表有示數(shù)，說明電路為通路；電壓表示數(shù)為零，說明電壓表并聯(lián)的部分短路，即小燈泡短路．
（3）要使燈泡兩端電壓從1V增大到2.5V，則燈泡兩端電壓需增大→電路中的電流增大→電路中總電阻減小→滑動(dòng)變阻器電阻減小，所以滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)，使電壓表示數(shù)為2.5V；
（4）當(dāng)電阻一定時(shí)，電壓與電流成正比，U-I圖象為b，而燈絲的電阻隨溫度的升高而升高，因此小燈泡U-I圖象是a；
根據(jù)圖象可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，通過燈泡的電流為0.3，則小燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的升高而增大，所以小燈泡的電阻是變化的；
根據(jù)b圖象可知，當(dāng)定值電阻兩端電壓為3V時(shí)，通過的電流為0.3A，故定值電阻的阻值：R=

U

I

=

3V

0.3A

=10Ω．
故答案為：（2）小燈泡短路；（3）左；（4）a；0.75；（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；10．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電壓表的使用、滑動(dòng)變阻器的使用，同時(shí)考查了燈絲電阻與溫度的關(guān)系、電阻和功率的計(jì)算、讀出能力及電路故障的分析，其中根據(jù)圖象得出額定電壓和電流是計(jì)算額定功率的關(guān)鍵．