Question

【題目】小明要測定標有“3.8V”小燈泡正常發光時的電阻，選擇一些器材連接了如圖甲所示電路。

（1）同組的小芳發現小明所選的器材不能完成此實驗，其原因是_____。并且電路連接也有錯誤，如果此時閉合開關，小燈泡_____（選填“發光”或“不發光”），電壓表_____（選填“有示數”或“無示數”）．請你在接錯的那根導線上打“×”，并另畫一根導線，使電路連接正確。

（_____）

（2）小明重新選擇合理器材，將電路改接正確后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，使小燈泡正確發光，此時電流表示數如圖乙所示，則小燈泡正常發光時的電阻是_____Ω。

（3）小明還測量了小燈泡在不同電壓下的電流，并根據所測得數據繪制了小燈泡的I﹣U圖象，如圖丙所示，根據圖象可知電流與電壓并不成正比，原因是燈絲的電阻隨溫度升高而_____。在這個圖象中，橫軸應該表示的是_____（選填“電壓”或“電流”）

（4）上述實驗結束后，小明又設計了如圖丁所示的電路，只用電壓表來測量額定電壓為2.5的小燈泡的額定功率。已知滑動變阻器R的最大阻值為15Ω，電源電壓恒定，其測量過程如下：

①閉合開關S、S2，斷開S1，將滑動變阻器的滑片移到最上端，電壓表示數為4.5V。

②_____（填三個開關閉合與斷開情況），移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為_____V，這時小燈泡正常發光。

③閉合開關S、S2，斷開S1，保持滑動變阻器滑片的位置不變，電壓表示數為3V。

④小燈泡的額定功率P額＝_____W。

Answer 1

【答案】電源電壓低于燈泡的額定電壓 不發光 有示數 10 增大 電流 閉合S、S1 2 斷開S2 0.5

【解析】

（1）測燈的額定功率，燈的電壓要高于燈的額定電壓；分析電路的連接確定兩表的示數；根據電路連接錯誤之改正；

（2）根據電流表小量程讀數，由歐姆定律求電阻大小；

（3）燈絲的電阻隨溫度升高而增大。根據歐姆定律，電壓的增加量應大于電流的增加量；

（4）先測出電源電壓U；只用電壓表來測量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，首先應使燈正常發光，通過開關的轉換，使燈與變阻器滑片以下電阻絲串聯，根據串聯電路電壓的規律，當電壓表示數為U=2.5V時，燈正常發光，在③中，根據分壓原理可求出滑片以下電阻絲的電阻大小，根據歐姆定律可求出燈正常發光時的電流即，

根據 可求小燈泡的額定功率P額。

（1）電源電壓為3V，小于燈的額定電壓，故選的器材不能完成此實驗；原電路中，電壓表串聯在電路中，電路中幾乎沒有電流，電流表將變阻器串聯了，此時閉合開關小燈泡不發光，電壓表與電源連通，電壓表有示數；電流表應串聯在電路中，電壓表與燈并聯，如下左圖所示：

（2）此時電流表示數如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，則小燈泡正常發光時的電阻是： ；

（3）并根據所測得數據繪制了小燈泡的I﹣U圖象，如圖丙所示，根據圖象可知電流與電壓并不成正比，原因是燈絲的電阻隨溫度升高而增大。根據歐姆定律的變形公式： ，因燈絲的電阻隨溫度升高而增大，故電壓的增加量應大于電流的增加量，如上左圖所示，在這個圖象中，橫軸應該表示的是電流；

（4）根據上面的分析，具體步驟：

①閉合開關S、S2，斷開S1，將滑動變阻器的滑片移到最上端，電壓表示數為4.5V；

②閉合S、S1，斷開S2，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為2V，這時小燈泡正常發光；

③閉合開關S、S2，斷開S1，保持滑動變阻器滑片的位置不變，電壓表示數為3V。

在①中，電源電壓為U＝4.5V，在②中，燈與滑片以下電阻絲R滑下的電阻串聯，電壓表測其電壓，當電壓表示數為2V，根據串聯電路電壓的規律，燈的電壓： ，燈正常發光；

在③中，電路中只有變阻器，根據串聯電路電壓的規律，滑片以上電阻絲的電壓為： ，根據分壓原理，，因變阻器的總電阻為15Ω，故 ，由歐姆定律和串聯電路電流的規律，通過變阻器的電流即燈的額定電流： ，

④小燈泡的額定功率。

故答案為：(1). 電源電壓低于燈泡的額定電壓 (2). 不發光 (3). 有示數 (4). 10 (5). 增大 (6). 電流 (7). 閉合S、S1 (8). 2 (9). 斷開S2 (10). 0.5

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