Question

4．學校實驗室新進了一批“2.5V   0.75W”的小燈泡，小明想通過實驗探究小燈泡的額定功率是否符合規(guī)格，實驗員提供了以下器材：待測小燈泡、銘牌為“10Ω  2A”、“50Ω  1A”的滑動變阻器各一個、電流表、電壓表、二節(jié)1.5V的干電池、開關、導線．

（1）按圖連接實物電路圖時，開關S應該斷開；比閉合開關前，滑片應置于B端．（A或B）
（2）正確連接電路后，閉合開關S，小明在實驗過程中發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓調節(jié)范圍小，原因是：滑動變阻器的阻值太��；應換用銘牌為50Ω1A的滑動變阻器；
（3）小明更換器材后完成實驗，應用實驗數(shù)據(jù)作出“U-I”關系圖象如圖丙所示，由圖可得小燈泡實測的額定功率為0.75W，該小燈泡符合（選填“符合”或“不符合”）制造規(guī)格；
（4）由“U-I”關系圖象可知，當小燈泡兩端的電壓為0.5V時，它的電阻是5Ω；進一步分析圖象可得小燈泡的電阻隨著它兩端電壓的升高而增大（選填“增大”、“減少”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實物圖，把電流表與滑動變阻器串聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑動變阻器與小燈泡右接線柱串聯(lián)；為了保護電路元件，在連接電路時，開關要斷開，滑片放在阻值最大處；
（2）電路連接正確，不是連接故障問題，而是器材的規(guī)格問題，從滑動變阻器規(guī)格方面考慮；
（3）先根據(jù)圖丙讀出燈泡兩端電壓等于額定電壓對應的電流，然后利用P=UI求出小燈泡的額定功率；
（4）根據(jù)圖丙讀出燈泡兩端電壓為0.5V時對應的電流，利用R=$\frac{U}{I}$求出燈泡的電阻；燈絲的電阻隨溫度升高而增大．

解答 解：
（1）把電流表的負接線柱與滑動變阻器的B接線柱相連，滑動變阻器的C接線柱與燈泡的右接線柱相連，如下圖所示：

在連接電路時開關應該處于斷開狀態(tài)，滑片在阻值最大處即B端；
（2）如果其它元件規(guī)格符合要求的情況下，滑動變阻器總阻值太小，根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知，滑動變阻器阻值太小時，滑動變阻器分得的電壓小，使得小燈泡兩端的電壓調節(jié)范圍小，應換用銘牌為“50Ω  1A”的滑動變阻器；
（3）根據(jù)圖丙可知，燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.3A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W，該小燈泡符合制造規(guī)格；
（4）根據(jù)圖B可知，燈泡兩端電壓為0.5V時，通過燈泡的電流為0.1A，
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知燈絲的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω；
因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，所以當小燈泡電壓增大時，燈絲電阻將增大．
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；B；（3）滑動變阻器阻值太��；50Ω1A；（4）0.75；符合；（5）5；增大．

點評 此題是“測量小燈泡功率”的實驗，考查了有關電路連接的注意事項、歐姆定律和電功率計算公式的應用，同時考查了燈絲電阻與溫度的關系，考查得比較全面．