Question

【題目】小明做“測(cè)量小燈泡電功率”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室有如下器材：電源（電壓恒為6V）、小燈泡（額定電壓為2.5V，燈絲電阻約為10Ω）、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)各一個(gè)、規(guī)格分別為R1“10Ω 1A”和R2“50Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器各一個(gè)、導(dǎo)線若干．

（1）小明設(shè)計(jì)了圖甲所示的電路，他應(yīng)選用規(guī)格為 的滑動(dòng)變阻器（選填“R1”或“R2”），該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的主要作用是 ．
（2）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)，若小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)，原因可能是；若小燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，原因是 ．
（3）排除故障后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片在不同位置，小燈泡U﹣I圖象如圖乙所示，小燈泡的額定功率為 W．
（4）由圖乙發(fā)現(xiàn)燈泡電阻是變化的，影響其變化的主要原因是 ．
（5）在沒(méi)有電壓表、只有電流表的情況下，小明增加了一只已知阻值為10Ω的定值電阻R，并利用原有器材也測(cè)出了額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率．步驟如下：
①按照如圖丙所示的電路圖正確連接實(shí)物電路；
②閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電流表示數(shù)為 A時(shí)，燈泡正常發(fā)光；
③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，保持 不變，將電流表改接在燈泡所在支路中，再閉合開(kāi)關(guān)，讀出電流表示數(shù)I；
④小燈泡額定功率的表達(dá)式為P額= ．
（6）鄰組的青青和丹丹打算利用一個(gè)阻值為10Ω的定值電阻R0 ， 只利用一只電表，通過(guò)圖中操作（開(kāi)關(guān)S接“a”、”b”各一次）來(lái)測(cè)量小燈泡的額定功率．如圖丙、丁是她倆設(shè)計(jì)的兩種不同方案的電路圖，則以下判斷正確的是（填字母）．
A.兩種方案都能
B.兩種方案都不能
C.丙方案能，丁方案不能
D.丙方案不能，丁方案能．

Answer 1

【答案】
（1）R2；改變燈泡兩端的電壓
（2）小燈泡短路（或電壓表短路）；小燈泡斷路
（3）0.625
（4）燈絲溫度
（5）0.25；滑動(dòng)變阻器滑片P的位置（或滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值）；U額I（或2.5V?I）
（6）B
【解析】解：（1.）燈的額定電壓為2.5V，所以，變阻器要分去6V﹣2.5V=3.5V的電壓，根據(jù)分壓原理， = ，滑動(dòng)變阻器的阻值至少為R滑= ×RL= ×10Ω=14Ω．根據(jù)歐姆定律知，燈正常發(fā)光的時(shí)的電流約為0.25A，故應(yīng)選用R2“50Ω0.5A”的滑動(dòng)變阻器；因測(cè)量小燈泡在不同電壓的電功率，所以，本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的主要作用是改變燈兩端的電壓；
（2.）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)，電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路為通路；小燈泡不亮，電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明小燈泡短路或電壓表短路；若小燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路斷路或電路中的總電阻太大；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明與電壓表與電源是連通的，所以，若小燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，原因是小燈泡斷路；
（3.）由圖乙知，當(dāng)燈電壓為2.5V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流為0.25A，小燈泡的額定功率P額=U額I=2.5V×0.25A=0.625A；
（4.）因燈絲的電阻隨溫度的變化而變化不是一個(gè)定值，所以，由圖乙發(fā)現(xiàn)燈泡電阻是變化的，影響其變化的主要原因是燈絲溫度；
（5.）②小紅增加了一只10Ω的定值電阻R，因當(dāng)電流表示數(shù)為I= =0.25A時(shí)，R兩端的電壓一定為2.5V，根據(jù)并聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)，燈的電壓為2.5V，燈一定正常發(fā)光，所以，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電流表示數(shù)為0.25A時(shí)，燈泡正常發(fā)光；③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，保持變阻器滑片P的位置或變阻器接入電路的阻值不變，將電流表改接在所在燈支路中，此時(shí)電路的連接關(guān)系沒(méi)有改變，只是電流表由原來(lái)測(cè)通過(guò)R的電流變?yōu)闇y(cè)通過(guò)燈的電流I，R與燈兩端的電壓與變阻器的電壓均保持不變，燈仍正常發(fā)光，通過(guò)燈的電流I即為燈正常發(fā)光時(shí)的電流大小．所以，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置（或滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值）不變，將電流表改接在燈泡所在支路中，再閉合開(kāi)關(guān)，讀出電流表示數(shù)I；④小燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=U額I（或2.5I）．
（6.）圖丙中，無(wú)論S接a還是接b都無(wú)法得知小燈泡是否正常發(fā)光，丙方案不能測(cè)定小燈泡的額定電功率；丁方案中，R0、小燈泡、變阻器三者串聯(lián)，S接a時(shí)，電壓表測(cè)定值電阻的電壓，S接b時(shí)測(cè)燈和定值電阻的總電壓，都無(wú)法確定小燈泡是否正常發(fā)光，丁方案不能測(cè)定小燈泡的額定電功率．所以，兩種方案都不能測(cè)出小燈泡的額定功率．故選B．所以答案是：（1）R2；改變燈泡兩端的電壓；（2）小燈泡短路（或電壓表短路）；小燈泡斷路；（3）0.625；（4）燈絲溫度；（5）②0.25；③滑動(dòng)變阻器滑片P的位置（或滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值）；④U額I（或2.5VI）；（6）B．