Question

用如圖所示的器材做“測量小燈泡的電功率”的實驗，小燈泡上標有“2.5V”，的字樣．
（1）請根據實驗目的，用筆畫線代替導線，將圖（甲）所示的實物連接成實驗電路．

（2）小劉正確連接電路并檢查無誤后，閉合開關，發現燈泡不亮，立刻要求老師更換燈泡．小劉的做法是欠妥的，正確的做法應該是________
（3）小劉得到部分U，I數據如表所示：

實驗次數	1	2	3	4
U/V	1.0	2.0	2.5	3.0
I/A	0.13	0.22	0.25	0.27

①小燈泡正常發光的電功率是________w．
②小燈泡正常發光的電阻是________Ω．
③小燈泡的電阻變化規律是：________原因是：________
（4）若電源電壓為6V，實驗室提供的滑動變阻器有“10Ω　1.5A”和“20Ω　 1A”兩種規格，則本實驗中應選用規格為________的滑動變阻器．

Answer 1

解：（1）滑動變阻器選擇一上一下接線柱串聯在電路中．電壓表并聯在燈泡兩端，如圖：

（2）如果小燈泡斷路，電路中沒有電流，電流表示數為零，但電壓表的示數接近電源的電壓；如果小燈泡短路，電路中有電流，但電壓表示數為零；如果滑動變阻器接入電路的電阻過大，電流表和電壓表有示數，但示數很小；故燈泡不亮時，應首先調節滑動變阻器或檢查燈泡是否燒壞或觀察電流表指針是否偏轉．
（3）從表中可以看出，當燈泡兩端電壓為2.5V時，通過的電流為0.25A；則
①燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
②燈泡正常發光時的電阻：R===10Ω；
③由表中數據可得，R₁===7.69Ω，R₂===9.09Ω，R₃=R=10Ω，R₄===11.1Ω；
因為燈絲的電阻與溫度有關，而燈泡兩端電壓增大時，燈絲的溫度也隨之升高．因此燈泡的電阻隨著電壓的升高，燈絲的電阻逐漸變大；
（4）燈泡與滑動變阻器串聯，根據串聯電路的電壓和電流的特點，
燈泡正常工作時，滑動變阻器的電壓為：U′=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
此時滑動變阻器的電阻為：R===14Ω，
因此選擇“20Ω 1A”滑動變阻器．
故答案為：（2）調節滑動變阻器或檢查燈泡是否燒壞或觀察電流表指針是否偏轉； （3）0.625；10； 隨著電壓的升高，燈絲的電阻逐漸變大；燈絲的電阻與溫度有關；（4）“20Ω 1A”．
分析：（1）滑動變阻器有4個接線柱，選擇一上一下接線柱，把滑動變阻器串聯在電路中．電壓表并聯在燈泡兩端測量燈泡的電壓．
（2）電路連接正確，燈泡不亮的原因有兩個，即沒有電流通過或雖有電流通過、但太小；是否有電流可以由電流表、電壓表指針是否偏轉確定；有電流通過、但太小可以通過調節滑動變阻器來觀察燈泡是否發光來判斷．
（3）燈泡只有在額定電壓下才能正常發光，因此從表中讀出燈泡正常發光時的電流
①利用P=UI求出燈泡的額定功率；
②利用R=求出燈泡正常發光的電阻；
③根據表中數據，由R=分析燈泡的電阻值隨燈泡電壓變化的關系；當燈泡兩端電壓增大時，燈絲的溫度隨之升高．
（4）判斷滑動變阻器規則要從電流和電阻上考慮：滑動變阻器允許通過的最大電流大于電路最大電流，滑動變阻器最大阻值稍大于電路需要的滑動變阻器電阻．
點評：本題考查了連接實物、功率計算、電阻計算以及滑動變阻器規格的選擇．滑動變阻器規格要從滑動變阻器電流和滑動變阻器阻值考慮：滑動變阻器電流大于電路電流，滑動變阻器電阻稍大于電路需要的滑動變阻器電阻，既能滿足電路需要，又能使測量準確．