Question

【題目】圖甲為測定“小燈泡電功率”的實驗電路，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．

（1）小明連接好電路后，閉合開關，移動滑片，發現小燈泡始終不亮，且電壓表有示數，電流表無示數，則故障原因可能是_______．

（2）排除故障閉合開關，移動滑片P到某位置，電壓表示數（如圖乙所示）為_______V，則此時燈泡消耗的實際功率_______額定功率(選填“大于”、“小于”或“等于”)．

（3）小明繼續移動滑動變阻器的滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成I－U圖像（圖丙），根據圖像，可計算出小燈泡的額定功率是_______W．

（4）進一步分析圖像可知，隨著燈泡兩端電壓的增大，燈絲電阻逐漸增大，造成這一現象的原因可能是_______．

（5）小敏將原電路中的小燈泡先后換接阻值分別為5Ω、10Ω和20Ω的定值電阻，探究“電流與電阻關系”

①先將5Ω的電阻接入電路，移動變阻器滑片，使電壓表示數為2V，此時，電流表的示數為_______A．然后換接10Ω的電阻，為了保持電壓表示數不變，此時滑動變阻器的滑片應向_______（左/右）移動．

②實驗中為了保證接入20Ω的定值電阻時，保持電壓表示數不變，則滑動變阻器的最大阻值應不小于Ω．

Answer 1

【答案】（1）燈泡斷路（2）2.4，小于（3）0.5（4）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（5）①0.4，右②25

【解析】

試題分析：（1）電壓表有示數，說明與電壓表兩接線柱連接的電路是通路，小燈泡始終不亮、電流表無示數，說明電路斷路，所以電路的可能故障原因是：燈泡斷路或接觸不良等；

（2）電壓表選擇0～3V量程，分度值為0.1V，所以電壓表的示數為2.2V，小于額定電壓，實際功率小于額定功率；

（3）由圖象知：燈泡在額定電壓2.5V時的電流為0.2A，燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W

（4）在實驗過程中，燈絲的長度、橫截面積、材料不變，電壓增大，溫度升高，電阻增大，所以，燈絲電阻可能隨溫度變化而變化；

（5）①先將5Ω的電阻接入電路，移動變阻器滑片，使電壓表示數為2V，根據歐姆定律，此時，電流表的示數為I=U/R=2V.50Ω=0.4A；換接10Ω的電阻，電路電阻減小，為了保持電壓表示數不變，此時滑動變阻器的滑片應向右移動；

②實驗中為了保證接入20Ω的定值電阻時，保持電壓表示數不變，電路的電流I=U/R=0.1V，滑動變阻器的最大阻值應不小于R=U源-U/I=25Ω。