Question

小明同學(xué)在“測量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖．小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣（電阻約為10Ω），電源電壓為4.5V．請完成下列問題．

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物甲圖連接完整．
（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到________（選填“A”或“B”）端．
（3）若連接電路后閉合開關(guān)，燈幾乎不發(fā)光，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P也不能改變燈的亮度．原因可能是________．
（4）排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，分別記下了多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制了如圖乙所示的U-I圖象．根據(jù)U-I圖象提供的信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是________W；當(dāng)加在小燈泡兩端的電壓為1.5V時(shí)，小燈泡的電阻是________Ω．
（5）小明根據(jù)U-I圖象中數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)：小燈泡兩端電壓不同時(shí)燈絲的電阻不相等，你認(rèn)為原因可能是________．

Answer 1

解：
（1）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電流表的量程為0～3V，且與燈泡并聯(lián)；燈泡的額定電流大約為=0.25A，所以電流表的量程為0～0.6A，且與燈泡串聯(lián)，如下圖所示：

（2）閉合開關(guān)前，保護(hù)電路的滑動(dòng)變阻器的滑片位于最大阻值的A端．
（3）閉合開關(guān)，燈幾乎不發(fā)光→電路電流太小→電路電阻太大，并且移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，燈泡亮度不改變，滑動(dòng)變阻器都接下面A、B兩個(gè)接線柱．
（4）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為2.5V，由乙圖可知燈泡的額定電流I=0.25A，
燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
當(dāng)加在小燈泡兩端的電壓U′=1.5V時(shí)，通過的電流I′=0.2A，
此時(shí)燈泡的電阻R===7.5Ω．
（5）燈絲亮度大時(shí)，其溫度也高，燈絲電阻會(huì)隨溫度的升高而增大，這便是造成亮度不同時(shí)燈絲電阻不同的原因．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）A；
（3）滑動(dòng)變阻器接了A、B接線柱；
（4）0.625；7.5；
（5）燈絲電阻隨溫度的升高而增大．
分析：（1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)；根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流的大約值據(jù)此確定電流表的量程，且與燈泡串聯(lián)；
（2）為防止電路中電流過大，燒壞電路元件保護(hù)電路，閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處；
（3）燈泡L₁幾乎不發(fā)光，說明電路是通路，但是電流太小，并且移動(dòng)串聯(lián)在電路中的滑動(dòng)變阻器的滑片，燈泡亮度不變，說明電路中的電阻太大，滑動(dòng)變阻器又不起作用，是滑動(dòng)變阻器把下面兩個(gè)接線柱接入電路了；
（4）額定電壓下燈泡正常發(fā)光，根據(jù)圖象得出燈泡的額定電流，根據(jù)P=UI求出額定功率，再根據(jù)圖象得出當(dāng)加在小燈泡兩端的電壓為1.5V時(shí)通過的電流，利用歐姆定律求出小燈泡的電阻；
（5）燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的增大而增加，而燈泡亮度大時(shí)，此時(shí)的溫度也是高的．
點(diǎn)評：本題容量很大，涉及到很多知識點(diǎn)，由電路圖連接實(shí)物圖，電壓表、電流表量程的選擇，連接方式，滑動(dòng)變阻器接線柱的選擇，電路故障的判斷，影響電阻大小的因素，歐姆定律等等，綜合性較強(qiáng)；要注意一般根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流的大約值確定電流表的量程．