Question

（2012?平頂山三模）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(biāo)有“2.5V”，的字樣．
（1）請根據(jù)實驗?zāi)康模�用筆畫線代替導(dǎo)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(guān)，發(fā)現(xiàn)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(yīng)該是

調(diào)節(jié)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(zhuǎn)．

（3）小劉得到部分U，I數(shù)據(jù)如表所示：

實驗次數(shù)	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(fā)光的電功率是

0.625

w．
②小燈泡正常發(fā)光的電阻是

10

Ω．
③小燈泡的電阻變化規(guī)律是：

隨著電壓的升高，燈絲的電阻逐漸變大；

原因是：

燈絲的電阻與溫度有關(guān)．

（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(guī)格，則本實驗中應(yīng)選用規(guī)格為

“20Ω 1A”

的滑動變阻器．

Answer 1

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(lián)在電路中．電壓表并聯(lián)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(zhuǎn)確定；有電流通過、但太小可以通過調(diào)節(jié)滑動變阻器來觀察燈泡是否發(fā)光來判斷．
（3）燈泡只有在額定電壓下才能正常發(fā)光，因此從表中讀出燈泡正常發(fā)光時的電流
①利用P=UI求出燈泡的額定功率；
②利用R=

U

I

求出燈泡正常發(fā)光的電阻；
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)，由R=

U

I

分析燈泡的電阻值隨燈泡電壓變化的關(guān)系；當(dāng)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(guī)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．

解答：解：（1）滑動變阻器選擇一上一下接線柱串聯(lián)在電路中．電壓表并聯(lián)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(shù)為零，但電壓表的示數(shù)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(shù)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(shù)，但示數(shù)很�。还薀襞莶涣�?xí)r，應(yīng)首先調(diào)節(jié)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(zhuǎn)．
（3）從表中可以看出，當(dāng)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(fā)光時的電阻：R=

U

I

=

2.5V

0.25A

=10Ω；
③由表中數(shù)據(jù)可得，R₁=

U1

I1

=

1.0V

0.13A

=7.69Ω，R₂=

U2

I2

=

2V

0.22A

=9.09Ω，R₃=R=10Ω，R₄=

U4

I4

=

3V

0.27A

=11.1Ω；
因為燈絲的電阻與溫度有關(guān)，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(lián)，根據(jù)串聯(lián)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=

U′

I

=

3.5V

0.25A

=14Ω，
因此選擇“20Ω 1A”滑動變阻器．
故答案為：（2）調(diào)節(jié)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(zhuǎn)； （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(guān)；（4）“20Ω 1A”．

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(guī)格的選擇．滑動變阻器規(guī)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(zhǔn)確．