Question

【題目】小雷同學發現家用白熾燈在剛打開瞬間易燒壞，他猜想：白熾燈的電阻可能與燈絲的某個因素有關？于是找來與白熾燈工作原理相同的小燈泡，按圖乙所示電路圖進行探究。實驗中用到的器材如下：

電流表、電壓表、開關各一個，兩個規格分別為“10Ω 1A”、“50Ω 0.5A”的滑動變阻器，導線若干，電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓2.5V、燈絲電阻約為10Ω．

（1）請用筆畫線代替導線，把圖甲的電路按圖乙的電路圖連接完整，使滑片P向右端移動時燈的亮度變亮__________。

（2）為順利完成實驗，應選擇規格為_____的滑動變阻器。

（3）小雷閉合開關后，發現燈泡不亮，電流表有示數，電壓表無示數，則故障可能是_____。

（4）連接電路后閉合開關，小燈泡閃亮一下就熄滅。檢查發現小燈泡的燈絲已燒斷。分析原因是閉合開關時，滑動變阻器連入電路的電阻為_____（選填“最大值”或“最小值”），導致電流過大而形成的

（5）斷開開關，更換燒壞的電路元件，進行正確操作。調節滑片使燈泡逐漸變亮，記錄電流表和電壓表的一系列示數，在圖丁中繪制U﹣I圖象。當電壓表的示數為2.5V時，電流表的示數如圖丙所示，燈正常發光時的電阻為_____Ω。

（6）下列描述小燈泡功率P隨滑動變阻器阻值R變化情況的圖象戊中，正確的是_____。

Answer 1

【答案】 50Ω 0.5A 燈泡被短路 最小值 9.6 B

【解析】解：（1）滑片右移時，燈變亮，即電阻變小，故滑片以右電阻絲連入電路中，燈的額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程與燈并聯，如下所示：

（2）電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓2.5V、燈絲電阻約為10Ω，根據串聯電路的規律，燈正常發光時變阻器分得的電壓：U滑=U=UL=6V﹣2.5V=3.5V，變阻器的電壓為燈的額定電壓的=1.4倍，由分壓原理，變阻器連入電路中的電阻：1.4×10Ω=14Ω，故選用50Ω 0.5A的變阻器；（3）小雷閉合開關后，電流表有示數，說明電路為通路，發現燈泡不亮，電壓表無示數，則故障可能是燈泡短路。（4）閉合開關，小燈泡閃亮一下就熄滅。檢查發現小燈泡的燈絲已燒斷。原因是閉合開關時，滑動變阻器連入電路的電阻為最小值，導致電流過大而形成的；（5）根據繪制U﹣I圖象，當電壓表的示數為2.5V時，電流表的示數約為0.26A，由歐姆定律，燈正常發光時的電阻：R==≈9.6Ω。（6）小燈泡與滑動變阻器串聯，由電阻的串聯和歐姆定律，小燈泡功率：P=I2RL=RL，小燈泡的功率P隨滑動變阻器阻值R增大時，電流減小，功率減小，不是一次函數的關系，故選B。