Question

6．在測量小燈泡電功率的實驗中，實驗室所提供的器材有：電源（電壓恒為6V），額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω的小燈泡、電流表、電壓表、開關(guān)各一個、導線若干、滑動變阻器規(guī)格有“10Ω 2A”“50Ω 1.5A”“200Ω 0.5A”三個，實驗電路如圖甲所示．

（1）為保證能夠測出小燈泡的額定功率，應選用滑動變阻器的規(guī)格為50Ω 1.5A；
（2）小剛連接的電路如圖乙所示，該電路連接存在問題，請在錯誤的連線上畫“×”，并畫出正確的連接方式，改正連接后閉合開關(guān)前，應將滑動變阻器的滑片移到B（填“A”或“B”）端；
（3）實驗數(shù)據(jù)如表所示：

次數(shù)	電壓表示數(shù)U/V	電流表示數(shù)I/A
1	1.0	0.20
2	1.5	0.22
3	2.0	0.24
4	2.5

圖丙是小燈泡兩端電壓為2.5V時的電流表示數(shù)，由此可知，小燈泡的額定電流為0.26A，小燈泡的額定功率是0.65W；
（4）利用該實驗不能（填“能”或“不能”）探究電流與電壓的關(guān)系，其原因是燈絲的電阻會隨溫度變化．

Answer 1

分析 （1）已知小燈泡的額定電壓，由小燈泡的電阻根據(jù)歐姆定律計算出小燈泡的額定電流；再據(jù)串聯(lián)電路有關(guān)電流和電壓的關(guān)系，可以計算出變阻器的最大阻值；
（2）測量小燈泡電功率的實驗中，電壓表應測燈泡兩端電壓，由此找到錯誤并修改電路；閉合開關(guān)前，應將滑動變阻器的滑片移到最大值處；
（3）根據(jù)丙圖讀出燈泡正常發(fā)光時的電流，由P=UI計算燈泡的額定功率；
（4）探究電流與電壓的關(guān)系，應保護電阻不變，但小燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，由此分析．

解答 解：
（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，阻值約為10Ω，即小燈泡的額定電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
此時由于燈泡和變阻器串聯(lián)，故此時變阻器的電壓是：U=6V-2.5V=3.5V；通過變阻器的電流是I=0.25A，
故變阻器的電阻是：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，故變阻器應選擇50Ω 1.5A的；
（2）測量小燈泡電功率的實驗中，電壓表應測燈泡兩端電壓，由實物圖可知，電壓表測燈泡與滑動變阻器的總電壓，由此修改電路連接如圖所示：
；
為了保護電路，閉合開關(guān)前，應將滑動變阻器的滑片移到最大值B端；
（3）燈泡正常發(fā)光時電壓為2.5V，由圖丙可知，電流表使用0-0.6A量程，分度值為0.02A，此時燈泡的電流為0.26A，
所以燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
（4）燈絲的電阻隨溫度的變化而變化，當燈泡兩端的電壓發(fā)生變化時，燈泡的功率發(fā)生變化，燈絲的溫度就發(fā)生變化，而在探究電流與電壓的關(guān)系的關(guān)系時，需控制電阻不變，所以不能利用“測定小燈泡額定功率”的實驗裝置探究電流與電壓的關(guān)系．
故答案為：（1）50Ω 1.5A；（2）見上圖；B；（3）0.26；0.65；（4）不能；燈絲的電阻會隨溫度變化．

點評 本題考查了串聯(lián)電路特點、歐姆定律公式的應用、滑動變阻器的正確使用、電功率的計算及燈絲電阻隨溫度變化的特點，綜合性較強，有一定的難度．