Question

【題目】小明要測定標有“3.8V”小燈泡正常發光時的電阻，選擇一些器材，兩節新干電池、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關、導線若干，連接了如圖甲所示電路。

（1）同組的小芳發現小明所選的器材不能完成此實驗，其原因是_________。并且電路連接也有錯誤，如果此時閉合開關，小燈泡__________（選填“發光”或“不發光”）；請你在接錯的那根導線上打“×”，并另畫一根導線，使電路連接正確________。

（2）更改后小明還測量了小燈泡在不同電壓下的電流，并根據所測得數據繪制了小燈泡的I-U圖像，如圖乙所示，可計算出小燈泡的額定功率是_________W，由圖像可知電流與電壓并不成正比，原因是燈絲的電阻隨溫度升高而_______________。

（3）由圖可知，當燈泡電流是額定電流一半時，燈泡對應的功率為P1，當燈泡電壓為額定電壓一半時，燈泡對應功率為P2，則P1__________P2。（選填“<”“=”“>”）

（4）如果小燈泡兩端電壓在不超過額定電壓下，滑動變阻器向左移動，滑動變阻器電阻改變了△R滑，燈泡電阻改變了△RL，則△R滑__________△RL（選填“<”“=”“>”）。

（5）上述實驗結束后，小明又設計了如圖丙所示的電路，只用電壓表來測量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率。已知滑動變阻器R的最大阻值為15Ω，電源電壓恒定，其測量過程如下：

① 閉合開關S、S2，斷開S1，將滑動變阻器的滑片移到最上端，電壓表示數為4.5V。

② ___________（填三個開關閉合與斷開情況），移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為2V，這時小燈泡正常發光。

③ 閉合開關S、S2，斷開S1，保持滑動變阻器滑片的位置不變，電壓表示數為3V。

④ 小燈泡的額定功率P額=___________W。

Answer 1

【答案】兩節新干電池的電壓是3V，而小燈泡正常發光時的電壓是3.8V，電源電壓不夠大 不發光 0.76 增大 < > 閉合S、S1，斷開S2 0.5

【解析】

(1)[1]因為兩節新干電池的電壓是3V，而小燈泡正常發光時的電壓是3.8V，電源電壓不夠大，所以所選的器材不能完成此實驗；

[2]由于電壓表不是并聯接在電路中的，是串聯接在電路，所以電路中是沒有電流的，小燈泡不發光；

[3]從圖中可以看到，把燈泡左端與滑動變阻器左下端連接的導線去掉，改接為燈泡左端與電壓表負接線柱的連接即可，這樣電流會流過燈泡，電壓表是并聯在燈泡兩端的；如下圖所示；

(2)[4]從圖乙可以看到，當電壓是3.8V時，電流是0.2A，可計算出小燈泡的額定功率是

[5]從圖中可以看到，，隨著電流的增大，這條圖線的斜率在變大，即在變大，可知燈絲的電阻隨溫度升高而變大；

(3)[6]在圖乙上截圖可知，當燈泡的電流是額定電流的一半時，對應的點是B，燈泡對應的電壓是；當燈泡的電壓是額定電壓的一半時，對應的點是C，燈泡對應的電流是，可知道，，根據可知，C點對應的電功率大于B點對應的電功率，即；

(4)[7]滑動變阻器向左移動，則滑動變阻器接入電路的阻值減小，電路中的電流變大，燈泡亮度變大，那么燈絲的電阻也變大，由于總電壓不變，電源電壓恒定，而電路中的電流變大，電路中的總電阻是變小的，則變阻器減小的阻值大于燈泡增大的阻值，即；

(5)[8][9]應該閉合S、S1，斷開S2，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為2V，這時小燈泡正常發光，小燈泡兩端的電壓是2.5V；閉合開關S、S2，斷開S1，保持滑動變阻器滑片的位置不變，這時只有變阻器接入電路，設電壓表測量的電阻阻值大小是，另一部分電阻是，由于電源電壓是4.5V，那么兩端的電壓是1.5V，根據歐姆定律可知

并且，由這兩式可解得；從第二步可知

解得，小燈泡的額定功率是

。