Question

在“測量小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明選用小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）圖甲是小明未連接完的電路，請你幫助小明將未連接的兩條導(dǎo)線連好，并使滑動變阻器的滑片向右移動時電阻變小，要求導(dǎo)線不許交叉．

（2）連好電路，閉合開關(guān)，電路中使用滑動變阻器的目的是______　　小明調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表示數(shù)為______V時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則通過小燈泡的電流為______A，小燈泡的額定功率為______W．細(xì)心的同學(xué)觀察表中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，雖然是同一燈泡，但燈泡中的電流與其兩端的電壓并不成正比，請你分析其原因是______．
（3）同組的小白把小燈泡換成一個阻值未知的電阻R_X，摘下電壓表（如圖丙所示），根據(jù)滑動變阻器的最大電阻R₀測出了R_X的阻值．請你寫出小白的主要實(shí)驗(yàn)步驟和R_X的表達(dá)式．
實(shí)驗(yàn)步驟：①______．②______．
表達(dá)式：=______（用物理量的符號表示）．

Answer 1

解：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表選0～3V量程，滑片向右移動時電阻變小，滑動變阻器用右半部分電阻線，應(yīng)接右下接線柱，滑動變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，電路圖如圖所示．
（2）滑動變阻器一方面可以保護(hù)電路．另一方面可以改變燈泡兩端的電壓，當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V時，燈泡正常發(fā)光；由圖乙所示電流表可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.3A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；因?yàn)闊襞蓦娮桦S溫度的變化而變化，所以燈泡中的電流與其兩端的電壓并不成正比．
（3）實(shí)驗(yàn)步驟①把滑片移到a端，閉合開關(guān)，讀出電流表示數(shù)I₁；②把滑片移到b端，讀出電流表示數(shù)I₂．
求電阻：設(shè)電源電壓為U，∵I=，
∴由電路圖可知，電源電壓U=I₁（R₀+R_X）…①，U=I₂R_X …②，
由①②解得：R_X=．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；
（2）保護(hù)電路，改變燈泡兩端電壓；2.5；0.3；0.75；燈泡電阻隨溫度變化變化而變化；
（3）①把滑片移到a端，閉合開關(guān)，讀出電流表示數(shù)I₁；②把滑片移到b端，讀出電流表示數(shù)I₂；．
分析：（1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，滑動變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)．
（2）滑動變阻器可以保護(hù)電路，改變燈泡兩端的電壓；當(dāng)燈泡電壓等于額定電壓時，燈泡正常發(fā)光；
由圖乙所示電流表確定電流表量程與分度值，讀出電流表示數(shù)，然后由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率；
燈泡電阻受溫度影響，燈泡電阻隨燈泡電壓變化而變化．
（3）把滑片移到a端，測出電路電流，把滑片移到b端，再測出電流，然后由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律列方程，
最后解方程，求出待測電阻表達(dá)式．
點(diǎn)評：本題考查了連接電路圖、滑動變阻器的作用、電流表讀數(shù)、求功率、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、求電阻等問題，連接電路圖時，要注意按要求連接滑動變阻器，應(yīng)掌握滑動變阻器的在電路中的作用，最后一問是本題的難點(diǎn)．