Question

【題目】小紅在“測量小燈泡電功率”實驗中，有如下器材：電源（電壓恒為6V）、小燈泡（額定電壓為U額=2.5V，燈絲電阻約為10Ω）、電流表、電壓表、開關各一個、規格分別為R1“10Ω，1A”、R2“20Ω，0.5A”和R3“50Ω，0.2A”的滑動變阻器各一個、導線若干．

（1）請用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整_______________．_____

（2）小紅設計了圖甲所示的電路，她應選用規格為______的滑動變阻器（選填“R1”、“R2” 或“R3”），該實驗中滑動變阻器的作用是_________________．

（3）正確連接電路后，閉合開關，小燈泡因接觸不良導致不亮，此時電流表________示數，電壓表_________示數（選填“有”或“無”）。

（4）排除故障后，移動滑動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．

（5）由圖乙發現燈泡電阻是變化的，影響其變化的主要原因是燈絲____________．

（6）在沒有電壓表、只有電流表的情況下，小紅增加了一只10Ω的定值電阻R并利用原有器材，也測出了額定電壓為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物電路；

②閉合開關，調節滑動變阻器滑片，使電流表示數為______A時，燈泡正常發光；

③斷開開關，保持_______不變，將電流表改接在燈泡所在支路中，再閉合開關，讀出電流表示數I；

④小燈泡額定功率的表達式為P額=__________．

（7）小紅完成“測量小燈泡的電功率”的實驗后，繼續分別用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻更換電路中的燈泡，探究電流跟電阻的關系。她依次將5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω接入電路中，調整滑動變阻器滑片，使電壓表的示數不變。得到如圖丁所示的電流I隨電阻R變化的圖象，小紅控制電壓表的示數為___________________V不變。從而得出：電壓一定時，_____________________。

Answer 1

【答案】 略 R2 改變電壓和保護電路 無 有 0.625 電阻受溫度的影響 （或溫度越高電阻越大） 0.25 滑動變阻器滑片位置 U額I（或2.5V×I） 2.5 導體中的電流與導體的電阻成反比

【解析】（1）滑動變阻器按“一上一下”接且和燈泡串聯，電壓表與燈泡并聯，因為燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0-3V，電路如圖所示：

（2）燈的額定電壓為2.5V，據歐姆定律知，燈正常發光的時的電流約為I=UL/R=2.5V/10Ω=0.25A，由串聯電路電壓的規律，變阻器要分去U滑=6V-2.5V=3.5V的電壓，滑動變阻器的阻值至少為R滑=U滑/I=3.5V/0.25A=14Ω，根故應選用R2“50Ω0.5A”的滑動變阻器；變阻器的基本作用是保護電路，因測量小燈泡在不同電壓的電功率，所以，本實驗中滑動變阻器還有改變燈兩端的電壓的作用；

（3）小燈泡因接觸不良導致不亮，電路是斷路，電流表無示數，電壓表仍和電源

相連，仍然有示數；

（4）由圖3知，當燈電壓為2.5V時對應的電流為0.25A，小燈泡的額定功率P額=U額I=2.5V×0.25A=0.625W；

（5）因燈絲的電阻隨溫度的變化而變化不是一個定值，所以，由圖3發現燈泡電阻是變化的，影響其變化的主要原因是燈絲溫度；

（6）②小紅增加了一只10Ω的定值電阻R，因當電流表示數為I=U/R=2.5V/10Ω=0.25A，R兩端的電壓一定為2.5V，根據并聯電路電壓的特點，燈的電壓為2.5V，燈一定正常發光，所以，閉合開關，調節滑動變阻器滑片，使電流表示數為0.25A時，燈泡正常發光；

③斷開開關，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，此時電路的連接關系沒有改變，只是電流表由原來測通過R的電流變為測通過燈的電流I，R與燈兩端的電壓與變阻器的電壓均保持不變，燈仍正常發光，通過燈的電流I即為燈正常發光時的電流大小．所以，斷開開關，保持滑動變阻器滑片P的位置（或滑動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，再閉合開關，讀出電流表示數I；

④小燈泡額定功率的表達式為P額=U額I（或2.5V×I）；

（7）由圖象知，電阻兩端的電壓為U=IR=0.5A×5Ω=2.5V；由圖象知，在電壓一定時，電流與電阻成反比。