Question

20．實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材：電源、額定電壓為2.5V的小燈泡、滑動(dòng)變阻器、已調(diào)零的電流表和電壓表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干．小明利用這些器材進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）測(cè)量小燈泡的額定功率：實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示．
①連接電路前，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，并將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處；
②連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V；此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的功率P=0.5W．
（2）小明調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)出多組數(shù)據(jù)，繪出了小燈泡電壓與電流關(guān)系的圖象如圖3所示，則圖中有關(guān)小燈泡功率P的圖象正確的是B（選填“A”、“B”或“C”）．

Answer 1

分析 （1）①連接電路時(shí)，為保護(hù)電路，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
②若測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)使燈泡兩端的電壓等于額定電壓．
③根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)P=UI計(jì)算出燈泡的額定功率．
（2）由R=$\frac{U}{I}$可知通過(guò)小燈泡電流與小燈泡兩端電壓關(guān)系的圖象如圖1所示，根據(jù)R=$\frac{P}{{I}^{2}}$和R=$\frac{{U}^{2}}{P}$，已知P與I²和P與U²的圖象與圖象1進(jìn)行比較，小燈泡阻值的變化應(yīng)該相同．

解答 解：（1）①連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)，并且滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)放在變阻器的阻值最大位置；
②連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
③根據(jù)圖乙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表的示數(shù)為0.2A；
燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
（2）由圖1可知，燈泡的電阻隨電流、電壓的增大而增大；
由R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可知，燈泡的電阻應(yīng)該隨電壓平方、功率的增大而減小，但由圖A可知，燈泡的電阻與功率和電壓的平方無(wú)關(guān)，故A不符合題意；
由R=$\frac{P}{{I}^{2}}$可知，燈泡的電阻應(yīng)該隨功率、電流平方的增大而增大，故B圖符合題意；
由R=$\frac{P}{{I}^{2}}$可知，燈泡的電阻應(yīng)該隨功率、電流平方的增大而增大，故但由圖B可知，燈泡的電阻與功率和電流的平方無(wú)關(guān)，故C不符合題意．
故答案為：①斷開(kāi)；②電壓表示數(shù)為2.5V；（2）B．

點(diǎn)評(píng) 此題測(cè)量小燈泡的額定功率，首先要掌握公式P=UI，會(huì)計(jì)算小燈泡的額定功率．同時(shí)考查了學(xué)生對(duì)額定電壓、額定電流、額定功率的理解．在分析P與電流的平方、電壓的平方關(guān)系圖象時(shí)，可以根據(jù)電阻的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析．