Question

3．小華做“測定小燈泡電阻”的實驗時，電源電壓約為6V，小燈泡額定電壓為2.5V．

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲的實物電路連接完整．
（2）閉合開關(guān)前，為了保護(hù)電路，小華應(yīng)將圖甲中滑動變阻器的滑片P置于A（選填“A”或“B”）端，閉合開關(guān)后，小華發(fā)現(xiàn)無論如何移動滑動變阻器的滑片，小燈泡都較亮且亮度保持不變，造成這一現(xiàn)象的原因是滑動變阻器同時將上方的兩個接線柱接入電路．
（3）小華同學(xué)重新連接后閉合開關(guān)，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，若他想測量小燈泡在額定電壓下的電阻，應(yīng)將圖甲中滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（4）小華同學(xué)移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表 的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U關(guān)系圖象，根據(jù)圖象息，可計算出小燈泡在額定電壓下的電阻是12.5Ω，額定功率是0.5W．該圖象不是直線，主要原因是燈絲電阻隨溫度升高而增大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯(lián)；
（2）a．為防止電路中的電流過大燒壞電路元件，閉合開關(guān)前，滑動變阻器處于最大阻值處；
b．無論如何移動滑動變阻器的滑片，燈泡亮度都不改變，而且很亮，說明電路是通路，但電流較大，原因是電路電阻太小；
（3）由圖示電壓表確定電壓表量程與分度值，讀出電壓表示數(shù)；根據(jù)電壓表示數(shù)與燈泡額定電壓間的關(guān)系確定滑片的移動方向；
（4）根據(jù)圖丙讀出額定電壓下通過燈泡的電流，根據(jù)歐姆定律求出額定電壓下燈泡的電阻，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；該圖象不是直線，即電壓和電流的比值也就是電阻不是定值，是因為電阻大小與溫度有關(guān)．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，則電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯(lián)，如下圖所示：

（2）a．閉合開關(guān)前，保護(hù)電路的滑動變阻器的滑片處于最大阻值處的A端；
b．無論如何移動滑動變阻器的滑片，燈泡亮度都不改變，說明滑動變阻器全接到上方接線柱或全接到下方接線柱，燈泡很亮，說明滑動變阻器同時將上方的兩個接線柱接入電路；
（3）由圖乙可知，其量程為0～3V，分度值為0.1V，電壓表示數(shù)為2.2V，小于燈泡額定電壓，要測燈泡額定功率，應(yīng)向B端移動滑動變阻器滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，減小滑動變阻器分壓，增大燈泡兩端電壓，使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓；
（4）由圖丙可知，燈泡兩端的電壓U=2.5V時，通過燈泡的電流I=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，額定電壓下燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω，
燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
小燈泡的電流隨電壓變化的圖象不是一條直線，說明小燈泡的電阻不是定值，并且燈絲的電阻隨電壓的增大而升高，即燈絲的電阻隨溫度的升高而增．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）A；滑動變阻器同時將上方的兩個接線柱接入電路；
（3）B；
（4）12.5；0.5；燈絲電阻隨溫度升高而增大．

點評 本題考查了電壓表的連接、實驗的注意事項、實驗故障的判斷、電阻和電功率的計算以及電阻與溫度的關(guān)系，要注意額定電壓下用電器的功率和額定功率相等．