Question

【題目】小張利用如圖甲所示電路測(cè)定小燈泡的功率．被測(cè)小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω左右．實(shí)驗(yàn)室有如下器材：電源（電壓為6V不變）、電流表（0～0.6A，0～3A）、電壓表（0～3V，0～15V）、開(kāi)關(guān)各一個(gè)、導(dǎo)線若干、滑動(dòng)變阻器兩只：R1（20Ω，0.5A）、R2（50Ω，0.5A）．

（1）在小張所連接的電路中，有兩根導(dǎo)線還沒(méi)有連接好，請(qǐng)你幫他完成電路的連接（要求：滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，燈泡亮度變亮；其他的導(dǎo)線不要變動(dòng)，導(dǎo)線不能交叉）．

（2）實(shí)驗(yàn)前在檢查儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示，則接下來(lái)的操作是 ．正確連接電路閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，燈泡都不亮，電壓表示數(shù)接近6V，電流表示數(shù)幾乎為0，電路的故障可能是 ．

（3）排除電路故障后，閉合開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，多次測(cè)量，小張畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖象（如圖丙），則小燈泡的額定功率為 W．在多次測(cè)量中，小張還發(fā)現(xiàn)：當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時(shí)，電壓表與電流表的示數(shù)之比 （選填“變大”、“變小”或“不變”）．

（4）小張又取了一個(gè)規(guī)格、型號(hào)完全相同的舊燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在額定電壓下工作時(shí)，燈泡亮度明顯偏暗，小張仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)這只燈泡的玻璃內(nèi)壁變黑．燈泡亮度偏暗的原因是燈絲發(fā)光時(shí)發(fā)生升華而變細(xì)，消耗的實(shí)際功率變 的緣故（選填“大”或“小”）．

（5）燈泡的功率測(cè)量完畢，小張用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻更換電路中的燈泡，探究電流跟電阻的關(guān)系，得到如圖丁所示的電流I隨電阻R變化的圖象，則小張應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器 （選填“R1”或“R2”）．若某次實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器連入的阻值為14Ω，則所選定值電阻的阻值為 Ω．

Answer 1

【答案】（1）如圖所示

；

（2）對(duì)電流表進(jìn)行調(diào)零；燈泡斷路；

（3）0.625；變大；

（4）小；

（5）R2；10

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流的大約值，然后確定電流表的量程，并將電流表、滑動(dòng)變阻器以及開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電路中；滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，燈泡亮度變亮，說(shuō)明電路電流變小，即滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小，故將滑動(dòng)變阻器的右下接線柱接入電路；

（2）①由圖知，電流表指針沒(méi)有指在零刻度線上，使用電流表前應(yīng)對(duì)電流表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，使指針指在零刻度線上；

②閉合開(kāi)關(guān)燈泡不亮，可能是燈泡斷路或短路或燈泡之外的電路斷路；電流表無(wú)示數(shù)可能是電路斷路；電壓表示數(shù)接近6V，等于電源電壓，說(shuō)明電壓表與電源兩端相連，電壓表并聯(lián)電路之外，不存在斷路；綜合分析知電路故障原因是：燈泡斷路．

（3）已知燈泡的額定電壓，通過(guò)圖象得到額定電壓下的電流，利用公式P=UI得到燈泡的額定功率；燈絲電阻受溫度的影響，變化較明顯，并且溫度越高，電阻越大．

（4）①物質(zhì)由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程叫升華；②在兩端電壓一定時(shí)，用電器消耗的功率的變化用公式P=

（5）①在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要改變接入電路的電阻阻值大小，但不同阻值的電阻兩端電壓不變；

②串聯(lián)電路中用電器兩端電壓與其阻值成正比，由圖象可得電阻兩端電壓，已知電源電壓和電阻兩端電壓，可以得到滑動(dòng)變阻器兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)電路用電器兩端電壓與電阻的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到定值電阻的阻值．

解：（1）燈正常發(fā)光時(shí)的電流約為I==0.25A，因此電流表的量程為0～0.6A；

滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，燈泡亮度變亮，說(shuō)明電路電流變小，即滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小，故將滑動(dòng)變阻器的右下接線柱接入電路；如下圖所示：

（2）①電流表指針沒(méi)有指在零刻度線上，應(yīng)先對(duì)電流表調(diào)零；

②電路正確連接后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P，發(fā)觀燈泡總不亮，且電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路中有斷路故障；但電壓表示數(shù)接近6V，說(shuō)明電壓表與電源兩端相連，電壓表與電源兩極間的電路不存在斷路；則故障原因可能是燈泡斷路；

（3）①由圖象知，在額定電壓下，通過(guò)燈泡的電流為0.25A；

則燈泡的額定功率：P額=U額I=2.5V×0.25A=0.625W；

②燈泡亮度隨電壓的升高而增大，電阻隨之增大，所以電壓與電流的比值（即燈泡的電阻）是變大的；

（4）燈泡亮度偏暗的原因是燈絲發(fā)光時(shí)溫度很高，鎢絲由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)發(fā)生升華現(xiàn)象而變細(xì)；燈絲變細(xì)，電阻增大，在兩端電壓一定時(shí)，由P=可知，燈泡消耗的功率變小，即實(shí)際功率減��；

（5）①由圖象知，不同阻值的電阻兩端電壓等于0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=…=2.5V，

當(dāng)選擇25Ω的定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)時(shí)，由要保持定值電阻兩端電壓為2.5V不變，

根據(jù)串聯(lián)分壓原理有：，變阻器接入電路的電阻R滑=×R=×25Ω=35Ω，

所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R2（50Ω，0.5A）．

②滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U滑=3.5V，根據(jù)分壓原理，定值電阻的大小R′=×R′滑=×14Ω=10Ω，即選擇的定值電阻阻值為10Ω．

故答案為：（1）如圖所示；

（2）對(duì)電流表進(jìn)行調(diào)零；燈泡斷路；

（3）0.625；變大；

（4）��；

（5）R2；10．