Question

【題目】圖甲為測定“小燈泡電功率”的實驗電路，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．

（1）小明連接好電路后，閉合開關，移動滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，且電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障原因可能是__________．

（2）排除故障閉合開關，移動滑片P到某位置，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為_____V，則此時燈泡消耗的實際功率_______額定功率（選填“大于”、“小于”或“等于”）．

（3）小明繼續(xù)移動滑動變阻器的滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成I-U圖象（圖丙），根據(jù)圖象，可計算出小燈泡的額定功率是_______W．

（4）進一步分析圖象可知，隨著燈泡兩端電壓的增大，燈絲電阻逐漸增大，造成這一現(xiàn)象的原因可能是_____．

（5）小敏將原電路中的小燈泡先后換接阻值分別為5Ω、10Ω和20Ω的定值電阻，探究“電流與電阻關系”

①先將5Ω的電阻接入電路，移動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2V，讀出此時電流表的示數(shù)I1．然后換接10Ω的電阻，為了保持電壓表示數(shù)不變，此時滑動變阻器的滑片應向____（左/右）移動，讀出此時電流表的示數(shù)I2．

②實驗中為了保證接入20Ω的定值電阻時，保持電壓表示數(shù)不變，則滑動變阻器的最大阻值應不小于____Ω．

Answer 1

【答案】燈泡斷路 2.2 小于 0.5 燈絲的電阻隨溫度的升高而增大 右 25

【解析】

(1)連好電路，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，說明在電壓表兩接線柱之間的電路是斷路，所以出現(xiàn)故障的原因可能是燈泡斷路。

(2)由圖乙可知，電壓表量程為03V，分度值為0.1V，電壓表示數(shù)為2.2V，此時燈泡的電壓小于額定電壓，故實際功率小于額定功率；

(3)由丙可知,燈泡正常發(fā)光時(電壓為2.5V)，通過燈泡的電流為0.2A，

所以燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；

(4)當燈泡中有電流通過時要發(fā)熱，且電壓越大，電流越大，燈泡的實際功率越大，溫度越高，燈絲的電阻就越大；

(5)①將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時，串聯(lián)電路的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流變小，滑動變阻器分得的電壓變小，電阻分得的電壓變大；

探究電流和電阻之間關系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變，所以應調(diào)節(jié)滑片向右移動，增大滑動變阻器接入電路的電阻，使電壓表的示數(shù)仍為2V；

②電源電壓為4.5V，定值電阻兩端電壓為2V，則滑動變阻器分壓為4.5V2V=2.5V，

當接入20Ω電阻時,由串聯(lián)電路特點知：IR=I滑，由歐姆定律有：=,即：=,解得：R滑=25Ω，即變阻器最大阻值應不小于25Ω.