Question

10．學(xué)校實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批“2.5V 0.5W”的小燈泡，小汪想通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究小燈泡的額定功率是否符合規(guī)格．器材如下：待測(cè)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(kāi)關(guān)、導(dǎo)線．

（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲所示的電路圖，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線把圖乙所示的實(shí)物電路補(bǔ)充完整．
（2）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)S，小汪在實(shí)驗(yàn)過(guò)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)變阻器阻值太小；應(yīng)換用銘牌為50Ω 1A的滑動(dòng)變阻器；
（3）小汪更換器材后完成實(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(cè)的額定功率為0.5W，由此可以確定該小燈泡是否符合規(guī)定．
（4）“U-I”關(guān)系圖象可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓為1V時(shí)，它的電阻是10Ω；進(jìn)一步分析圖象可得小燈泡在不同電壓先的電阻值，小汪取其平均值得到了小燈泡的電阻約為11Ω，請(qǐng)你對(duì)小汪的做法作出評(píng)價(jià)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大增大，取其平均值得到了小燈泡的電阻是不正確的．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，把電壓表與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（2）電路連接正確，不是連接故障問(wèn)題，而是器材的規(guī)格問(wèn)題，從滑動(dòng)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(duì)應(yīng)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1V時(shí)對(duì)應(yīng)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）燈泡的額定電壓為2.5V，則電壓表量程為3V，則把電壓表與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（2）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；
（3）根據(jù)圖丙可知，燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為0.2A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W，該小燈泡符合制造規(guī)格；
（4）根據(jù)圖丙可知，燈泡兩端電壓為1V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為0.1A，
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知燈絲的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，當(dāng)小燈泡電壓增大時(shí)，燈絲電阻將增大，所以取其平均值得到了小燈泡的電阻約為11Ω，是不正確的．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）斷開(kāi)；（3）滑動(dòng)變阻器阻值太�。�50Ω 1A；（4）0.75；符合；（5）10；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大增大，取其平均值得到了小燈泡的電阻是不正確的．

點(diǎn)評(píng) 此題是“測(cè)量小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)，考查了有關(guān)電路連接的注意事項(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．