Question

小紅用如圖甲所示的電路測定小燈泡的額定功率，小燈泡的額定電壓為2.5V，燈絲電阻約為8 Ω。 除小燈泡外，實驗室提供的器材有：電壓為6 V的電源，電流表（0～0.6A  0～3A）,電壓表（0～3V  0～15V）,滑動變阻器R₁（20Ω  1.5A），滑動變阻器R₂（5Ω  1A），開關一個，導線若干。實驗前小紅經過分析，電流表選用了（0～0.6A）量程。

（1）為保證實驗的順利進行，提高實驗的準確性，電壓表量程應該選         ，滑動變阻器應該選           。
（2）請按照小紅設計的電路圖，幫助她用鉛筆畫線代替導線，把乙圖中實物連接圖補充完整。

（3）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移到最       端（選填“左”或“右”）；若連好電路閉合開關瞬間，發現小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表指針迅速擺過滿刻度線，則故障可能是              （寫出一種即可）。實驗中，由于某種原因，導致電壓表的示數變為零，電流表的示數增大，則電路可能出現的故障是                      。
（4）排除故障后，移動滑片P到某一位置時，發現電壓表示數為2.0V，若想測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片P向  　 （選填 “左”或“右”）端移動。
（5）經過多次實驗收集數據，畫出如圖所示的U-I圖像，計算出小燈泡的額定功率是_____W 。由圖可知，通過小燈泡的電流與它兩端的電壓不成正比，其原因是：                             。

Answer 1

（1）0—3V；R₁；（2）見下圖：

（3）右；燈泡處斷路；燈泡處短路；（4）左；（5）0.625；燈絲電阻與溫度有關，溫度越高，電阻越大

試題分析：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，要測它的額定功率，只需讓它在額定電壓下發光，所以電壓表的量程選0—3V；小燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端電壓，，，所以滑動變阻器選擇R₁；
（2）滑動變阻器連入電路時，接線柱應一上一下，按電路圖應把左下角接線柱接入；由（1）的分析得知電壓表選擇0—3V量程，所以依電路圖順次連接即可；
（3）開關閉合前，滑片處于阻值最大位置，即最右端；小燈泡不亮，電流表無示數，是斷路故障，電壓表有示數，說明有電流從電源正極→開關→電壓表→電流表→滑動變阻器→電源負極，這一回路都完好，則是小燈泡斷路；電壓表的示數變為零，電流表的示數增大，可能是小燈泡短路，此時電壓表也被短路，所以示數為0，而電路中電阻減小，所以電流增大；
（4）要測小燈泡的額定功率，電壓表的示數應增大為2.5V，這時要向左移動滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值減小，則電路中的電流增大，根據公式，可知小燈泡兩端電壓增大；
（5）從丙圖可以看出，當U=2.5V時，I=0.25A，所以小燈泡的額定功率是；通過小燈泡的電流與它兩端的電壓不成正比，是因為燈絲的電阻不是定值，它隨溫度的升高而增大。