Question

（13分）某同學在“測定小燈泡電功率”的實驗中，設計了如圖甲所示的電路圖。電源電壓6V，小燈泡L的額定電壓是2.5 V，電阻大約10 Ω，可供選用的滑動變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10 Ω、50 Ω，實驗電路如圖所示。請完成和解答下列問題。
（1）他應該選用的滑動變阻器是______（填“R₁”或“R₂”）； 在圖甲中a、b分別是　　 　表和　　　　　表。（2）連接電路時，應將開關　　　　；閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應滑在甲圖中的　  　　端。（選填“左”或“右” ）

（3）如圖乙所示是他連接的實驗電路，其中有一根導線連接錯誤。請你在錯誤的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的導線。（2分）

（4）糾正錯誤后，閉合開關，繼續實驗，并根據實驗數據畫出如圖丙所示的U-I圖像，計算出小燈泡的額定功率是   W，請你將小燈泡正常工作時的電流在如圖丁所示的電流表中標出。（2分）
（5）根據圖像可判斷小燈泡的電阻隨電壓升高逐漸         ，原因是____________。
（6）繼續移動滑動變阻器的滑片，小燈泡突然熄滅，此時電流表示數為0，而電壓表有示數，那么發生的故障是                 ，此時電壓表的示數是_______V。

Answer 1

（1）R₂  電流  電壓； （2）斷開 右； （3）改正后的電路如下圖所示：

（4）0.625 （5）增大 燈絲的電阻隨溫度的升高而增大（6）燈泡斷路   6

試題分析：（1）當小燈泡正常發光時，，滑動變阻器兩端電壓，在串聯電路中，＞，∴R＞，即滑動變阻器的阻值應大于10Ω，應選擇R₂；因為a串聯在電路中，所以是電流表，b并聯，所以是電壓表；
（2）連接電路時，開關應斷開，滑動變阻器的滑片移至阻值最大位置；
（3）滑動變阻器應與小燈泡串聯，電壓表與小燈泡并聯；
（4）由圖丙可知，當U=2.5V時，I=0.25A，則P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；電流表指針位置如下圖所示：

（5）電壓升高時，燈絲產生的熱量增多，燈絲溫度升高，電阻增大；
（6）燈絲燒斷時，電壓表與電流表，滑動變阻器串聯，由于電壓表的內阻極大，導致電路中電流極小，電流表不能測出，所以示數為0，電壓表分得了絕大部分電壓，所以電壓表示數約等于電源電壓。