Question

9．小明在做“測(cè)定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用電源電壓為4.5伏，小燈泡額定電壓為2.5伏：

（1）小明所接的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲示，要求：閉合開關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)時(shí)，燈泡變亮．請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路補(bǔ)充完整；
（2）連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮、電流表指針不動(dòng)、電壓表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，則電路故障原因可能是小燈泡斷路；

（3）故障排除后重新閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P到某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖乙，若要測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向B（填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（4）小金同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的圖象．根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W，該圖象不是直線，主要原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（5）根據(jù)上圖丙所示，則實(shí)驗(yàn)過程中滑動(dòng)變阻器的I-U圖象是D．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)接入電路，滑片向右滑動(dòng)時(shí)，燈泡變亮，說明變阻器電路在變��；
（2）當(dāng)電壓表有示數(shù)，且接近電源電壓時(shí)，故障是：①被測(cè)部分電路斷路；②其它部分電路短路．
（3）由圖乙讀出P到某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)，要測(cè)燈泡額定功率，需使燈泡電壓等于額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理分析滑片的移動(dòng)方向；
（4）從圖象上找到額定電壓對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，讀出對(duì)應(yīng)的電流，利用P=UI計(jì)算額定功率．
該圖象不是直線，即電壓和電流的比值不是定值，說明小燈泡發(fā)光的過程中，影響電阻大小的因素是存在的；
（5）根據(jù)滑動(dòng)變阻器兩端電壓變化的范圍進(jìn)行判斷，定值電阻兩端電壓不會(huì)等于零．

解答 解：
（1）滑動(dòng)變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)接入電路，滑片向右滑動(dòng)時(shí)，燈泡變亮，說明變阻器電路在變小，所以應(yīng)將B接入電路．如圖所示：
；
（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，此時(shí)的故障有兩種可能：①被測(cè)部分電路斷路；②其它部分電路短路．如果是其它部分短路，小燈泡會(huì)亮、電流表指針會(huì)動(dòng)，故不符合要求．因此可以斷定電路故障為：小燈泡斷路；
（3）由圖乙，電壓表使用0-3V量程，分度值0.1V，示數(shù)為2.2V．為了測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)增大燈泡兩端電壓到2.5V，減小變阻器兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入阻值，即滑片向B端移動(dòng)；
（4）由圖象知，當(dāng)燈的電壓是2.5V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流值為0.2A，額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
小燈泡的電流隨電壓變化的圖象不是一條直線，說明小燈泡的電阻不是定值，并且燈絲的電阻隨電壓的增大而升高，即燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（5）由題意知，滑動(dòng)變阻器的阻值越大，兩端的電壓越大，根據(jù)歐姆定律，此時(shí)電路中的電流越小，故AB錯(cuò)誤；
又燈絲電阻也阻值改變，所以C錯(cuò)誤，D正確．
故答案為：（1）見上圖；（2）小燈泡斷路；（3）B；2.5；（4）0.5；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（5）D．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)量燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，考查了滑動(dòng)變阻器的連接、電路故障的分析、功率的計(jì)算及燈絲電阻與溫度的關(guān)系，考查全面，有一定難度．