Question

2．學(xué)校實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批“2.5V 0.75W”的小燈泡，小明想通過實(shí)驗(yàn)探究小燈泡的額定功率是否符合規(guī)格，實(shí)驗(yàn)員提供了以下器材：待測小燈泡、銘牌為“10Ω　 2A”、“50Ω　 1A”的滑動(dòng)變阻器各一個(gè)、電流表、電壓表、二節(jié)1.5V的干電池、開關(guān)、導(dǎo)線．

（1）請根據(jù)圖甲所示的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線把圖乙所示的實(shí)物電路補(bǔ)充完整．
（2）按圖連接實(shí)物電路圖時(shí)，開關(guān)S應(yīng)該斷開；開關(guān)閉合前 滑片應(yīng)放在B（A或B）端．
（3）電路連接后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片（未達(dá)到最小阻值），發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則故障可能是小燈泡短路．
（4）正確連接電路后，閉合開關(guān)S，小明在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍小，原因是：滑動(dòng)變阻器阻值太��；應(yīng)換用銘牌為50Ω1A的滑動(dòng)變阻器；
（5）小明更換器材后完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出“U-I”關(guān)系圖象如圖丙所示，由圖可得小燈泡實(shí)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；
（6）由“U-I”關(guān)系圖象可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓為0.5V時(shí)，它的電阻是5Ω；進(jìn)一步分析圖象可得小燈泡的電阻隨著它 兩端電壓的升高而升高增大（選填“增大”、“減少”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）由圖甲分析電路結(jié)構(gòu)，完成實(shí)物連接；
（2）連接電路時(shí)要斷開開關(guān)，滑片要置于最大阻值處；
（3）電流表有示數(shù)說明電路為通路，電壓表無示數(shù)示數(shù)說明電壓表被短路；
（3）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(dòng)變阻器規(guī)格方面考慮；
（4）先根據(jù)圖丙讀出燈泡兩端電壓等于額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后利用P=UI求出小燈泡的額定功率；
（5）根據(jù)圖丙讀出燈泡兩端電壓為0.5V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻；燈絲的電阻隨溫度升高而增大．

解答 解：
（1）由圖甲知，電流表、滑動(dòng)變阻器和燈泡串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器一上一下接入電路，實(shí)物電路如圖所示：
；
（2）為了保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該斷開，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于最大值B端；
（3）電流表有示數(shù)說明電路為通路，電壓表無示數(shù)示數(shù)說明與電壓表并聯(lián)部分被短路，即小燈泡短路；
（3）如果其它元件規(guī)格符合要求的情況下，滑動(dòng)變阻器總阻值太小，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器阻值太小時(shí)，滑動(dòng)變阻器分得的電壓小，使得小燈泡兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍小，應(yīng)換用銘牌為“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器；
（4）根據(jù)圖丙可知，燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，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；
（5）根據(jù)圖丙可知，燈泡兩端電壓為0.5V時(shí)，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?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的升高而增大，所以當(dāng)小燈泡電壓增大時(shí)，燈絲電阻將增大．
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；B；（3）小燈泡短路；（4）滑動(dòng)變阻器阻值太��；50Ω1A；（5）0.75；符合；（5）5；增大．

點(diǎn)評(píng) 本題是“測量小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)，考查了實(shí)物連接、注意事項(xiàng)、歐姆定律和電功率計(jì)算公式的應(yīng)用，同時(shí)考查了燈絲電阻與溫度的關(guān)系，考查得比較全面．