Question

圖甲是測量標有“2.5V”字樣的小燈泡電功率的電路圖

（1）連接電路時，開關應處于______狀態，滑動變阻器的滑片應移到最______（左/右）端；

（2）在實驗中，靜菲同學正確連接電路并規范操作實驗，閉合開關后，發現燈泡不亮，為了找出燈泡不亮的具體原因，接下來最應該進行的具體操作是______；

（3）在排除問題后，當電壓表示數為2.5V時，電流表的示數如圖乙所示，是______A，由此可得，該小燈泡的額定電功率為______W；

（4）實驗中志乾同學的電流表損壞了，老師告訴他已經沒有電流表可換，而給了他一個已知阻值為R的定值電阻和若干個開關，志乾重新設計了如圖丙所示的電路，測量小燈泡的額定功率.請你幫他補全實驗步驟和表達式：①按照電路圖正確連接電路；②斷開開關S₂，閉合開關S、S₁，調節滑動變阻器，使得______；③保持滑片位置不動，斷開開關S₁，閉合開關S、S₂，記下電壓表的示數為U₂；則測得小燈泡額定功率的表達式為P=______（電源電壓未知）；

（5）志乾經過進一步的實驗發現，小燈泡燈絲電阻隨溫度的升高而增大，他還想比較以下兩種情況下燈泡實際電功率的大小關系：①燈泡實際電壓為額定電壓一半時的實際電功率P₁；②燈泡實際電流為額定電流的一半時的實際電功率P₂；利用所學物理知識請你幫他比較出P₁與P₂之間正確關系應該為：P₁______P₂（大于/小于/等于）.

（6）若用阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω定值電阻分別代替圖甲中的小燈泡，還可以完成“探究電流與電阻關系”實驗，實驗過程中始終保持電壓表示數為3V，為能完成探究，則滑動變阻器最大阻值至少為______Ω（設此時電源電壓為6V且恒定不變）.

 

Answer 1

【答案】

（1）斷開  左  （2）將滑動變阻器滑片向右移動（或調節滑動變阻器）  （3）0.3  0.75  （4）電壓表的示數為U₁=2.5V或電壓表示數為燈泡的額定電壓或或（若表達式中包含字母U₁，則在前面一空中必須交代U₁為額定電壓或為2.5V）（5）大于（6）30

【解析】

試題分析：（1）為保護電路，連接電路時開關應斷開  滑動變阻器應移到阻值最大處左端  （2）燈泡不亮是由于滑動變阻器接入電阻過大，故將滑動變阻器滑片向右移動（或調節滑動變阻器）  （3）燈泡額定電壓U₁=2.5V，觀察圖乙知I=0.3A, 小燈泡的額定電功率為 P=U₁I=2.5V×0.3A=0.75W;  （4）電壓表的示數為U₁=2.5V或電壓表示數為燈泡的額定電壓U_e,因為燈泡L與電阻R串聯，所以通過燈泡的電流與通過電阻R的電流相同，讀題知電阻R兩端電壓為U₂-2.5V或U₂-U₁或U₂-U_e,通過燈泡電流或,燈泡額定功率為或或 （5）當燈泡實際電壓為額定電壓一半，即時，燈絲溫度低于正常工作時的溫度，所以R₁＜R（正常工作時電阻），當燈泡實際電流為額定電流的一半，即時，燈絲溫度低于正常工作時的溫度，所以R₂＜R（正常工作時電阻），P₂=I₂²R₂=，所以P₁＞P₂，選填“大于”（6）當定值電阻為30Ω時，電路中電流最小，滑動變阻器最大阻值為,即滑動變阻器最大阻值至少為30Ω.

考點：電路連接操作規范，電路現象分析與處理，電流表讀數，額定功率計算，串聯電路電流、電壓規律，公式P=UI與I=U/R綜合應用，電學知識綜合應用。