Question

10．“測(cè)小燈泡額定電功率”的實(shí)驗(yàn)中，提供的器材有：電壓恒為4.5V的電源，額定電壓為2.5V的待測(cè)小燈泡，電阻約為l0Ω，電流表（0～0.6A，0～3A），電壓表（0～3V，0～15V），開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干．還有標(biāo)有“10Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器A和標(biāo)有“5Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器B．
（1）若小明設(shè)計(jì)電路如圖甲所示，請(qǐng)選擇合適的量程，并用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將圖甲的實(shí)驗(yàn)電路圖連接完整；
（2）本實(shí)驗(yàn)選擇的滑動(dòng)變阻器是A（選填“A”或“B”）；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移到某一位置時(shí)，觀察到電壓表示數(shù)如圖乙所示，根據(jù)所選正確量程，其示數(shù)為2V；
（4）為了測(cè)量小燈泡額定功率，此時(shí)應(yīng)該將變阻滑的滑片P向B（選填“A”或“B”）移動(dòng)．當(dāng)電壓達(dá)到小燈泡額定電壓時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為0.5W．
（5）小明綜合分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，燈泡越亮?xí)r燈絲的電阻越大，說(shuō)明燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）電流表、燈泡、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)串聯(lián)接入電路；根據(jù)燈泡的額定電流選擇電流表的量程，然后與小燈泡的左側(cè)相連；根據(jù)小燈泡的額定電壓選擇電壓表量程；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值即可選擇器滑動(dòng)變阻器的規(guī)格；
（3）根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出電壓表的示數(shù)；
（4）電壓表的示數(shù)小于燈泡的額定電壓，要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動(dòng)變阻器的電阻要減��；看清電流表的量程和分度值，讀出電流表示數(shù)，利用P=UI求出其電功率；
（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，則電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯(lián)；
小燈泡的額定電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，則電流表的量程為0～0.6A，且與燈泡串聯(lián)；如下圖所示：

（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓等于額定電壓U_L=2.5V，
根據(jù)歐姆定律可知此時(shí)電路電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.25A}$=8Ω，
所以本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇規(guī)格為“10Ω 2A”的A滑動(dòng)變阻器；
（3）電壓表使用0～3V量程，分度值為0.1V，電壓為2V；
（4）要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從2V增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動(dòng)變阻器的電阻要減小，滑片向B端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V為止；
電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，此時(shí)示數(shù)為0.2A，小燈泡正常發(fā)光，U=2.5V，則小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）燈泡電阻隨燈泡電壓的升高而增大；原因是：隨燈泡電壓的升高，燈泡實(shí)際功率增大，燈泡溫度升高，電阻變大，說(shuō)明燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
故答案為：（1）如上圖；（2）A；（3）2；（4）B；   0.5；（5）隨溫度的升高而增大．

點(diǎn)評(píng) 此題是“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)，考查了滑動(dòng)變阻器的選擇，同時(shí)考查了電流表、電壓表的讀數(shù)及電功率的計(jì)算，同時(shí)考查了燈絲電阻與溫度的關(guān)系．