Question

【題目】為了探究小燈泡亮度與實際功率的關(guān)系，某校物理興趣小組設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路，標有“2.5V”字樣的小燈泡電阻約為10Ω，電源電壓6V，可供選用的滑動變阻器有“10Ω 1A”的R1和“20Ω 1A”的R2。

（1）為了完成實驗，你認為應(yīng)該選用的滑動變阻器是_____。（選填“R1”或“R2”）

（2）請用筆劃線代替導(dǎo)線將圖甲的實驗電路補充完整_________。（要求：滑動變阻器滑片向右移動時，燈泡變亮）

（3）電路正確連按后，閉合開關(guān)，他們發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)，你認為造成這一﹣現(xiàn)象的原因可能是_____。（選填字母）

A．電流表斷路 B．小燈泡短路 C．小燈泡燈絲斷了 D．滑動變阻器短路

（4）排除故障后，當(dāng)滑動變阻器的滑片移到某一位置時，某同學(xué)從“0﹣15V”量程的刻度線看出指針停在10V處，若要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動變阻器的滑片向_____移（選填“左”或“右”）直到小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是_____W。

（5）根據(jù)收集到的實驗數(shù)據(jù)，同學(xué)們得出了燈泡亮度與實際功率的關(guān)系。在分析論證過程中，勤于思考的小明發(fā)現(xiàn)小燈泡在不同亮度下，它兩端的電壓與電流的比值不一樣，你認為其主要原因是_____。

Answer 1

【答案】 R2 C 右 0.65 燈的電阻隨溫度的升高而變大

【解析】（1）燈的額定電壓為2.5V，小燈泡電阻約為10Ω，由歐姆定律求燈的額定電流，當(dāng)燈正常發(fā)光時，由串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律求變阻器連入電路中的電阻確定選用的滑動變阻器；

（2）根據(jù)滑動變阻器滑片向右移動時，燈泡變亮，確定變阻器的連接與燈串聯(lián)；

（3）逐一分析每個選項，找出符合題意的答案；

（4）根據(jù)電壓表大小量程之比為5：1讀數(shù)，燈在額定電壓下正常發(fā)光，比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確定滑片移動的方向；根據(jù)電流表選用小量程確定分度值讀數(shù)，根據(jù)求燈的功率；

（5）燈的電阻隨溫度的升高而變大，由歐姆定律分析。

解答：燈的額定電壓為2.5V，小燈泡電阻約為10Ω，由歐姆定律，燈的額定電流約為：，電源電壓6V，當(dāng)燈正常發(fā)光時，由串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律，變阻器連入電路中的電阻：選用的滑動變阻器“20Ω 1A”的R2。

（2）滑動變阻器滑片向右移動時，燈泡變亮，即電流變大，電阻變小，故滑片以右電阻絲連入電路中與燈串聯(lián)，如下所示：

（3）A．若電流表斷路，整個電路斷路，兩表都沒有示數(shù)，不符合題意；

B．若小燈泡短路，則電壓表示數(shù)為0，電流表有示數(shù)，不符合題意；

C．若小燈泡燈絲斷了，小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表與電源連通測電源電壓，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)，符合題意；

D．若滑動變阻器短路，電流表有示數(shù)，電壓表有示數(shù)，不符合題意，

故選C；

（4）燈在額定電壓下正常發(fā)光，排除故障后，當(dāng)滑動變阻器的滑片移到某一位置時，某同學(xué)從“0-15V”量程的刻度線看出指針停在10V處，則對應(yīng)小量程的2V，小于燈的額定電壓2.5V，應(yīng)增大燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)減小變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向右移動，直到電壓表示數(shù)為額定電壓；此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流大小為0.26A，則小燈泡的額定功率是：；

（5）燈的實際功率越大，燈越亮，燈的溫度越高，因燈的電阻隨溫度的升高而變大，故燈絲的電阻越大，由歐姆定律，燈兩端的電壓與電流的比值即為燈的電阻，故不一樣。

故答案為： (1). R2 (2). (3). C (4). 右 (5). 0.65 (6). 燈的電阻隨溫度的升高而變大