Question

1．小明和同學們在做“測定小燈泡電功率”的實驗時，所用電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V．

（1）閉合開關，移動滑動變阻器滑片P到某一位置時，電壓表的示數如圖乙，若要測量小燈泡的額定功率，應將圖甲中滑片P向B（填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數為2.5V；
（2）閉合開關前，應將滑片放在滑動變阻器阻值最大的位置，但小明未按此要求操作，除了從實物圖中能直觀地看到滑片所在的位置外，你還能用在實驗中發(fā)生的哪個實驗現象來證實這一點？移動滑動變阻器的滑片，燈變暗，或電流表、電壓表的示數減��；
（3）小明同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成圖丙所示的圖象．根據圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W，該圖象不是直線，主要原因是燈絲電阻隨溫度升高而變大；
（4）小明完成上述實驗后，老師發(fā)觀電流表已壞，老師又給了小明兩個開關S₁、S₂和定值電阻R=10Ω及導線，小明利用剩余器材和所給的器材，只連接了一次電路，也完成了對小燈泡額定功率的測量．請你畫出實驗設計的電路圖．

Answer 1

分析 （1）根據串分壓的知識判斷滑動變阻器阻值的變化，得出滑片的移動方向；
（2）如果滑動變阻器一開始置于最大阻值處，再移動時，電流表和電壓表的示數會變大，而如果沒按此要求來做，移動滑片時，兩電表的示數都有可能變小；
（3）從圖象上找到額定電壓對應的點，讀出對應的電流，利用P=UI計算額定功率；
該圖象不是直線，即電壓和電流的比值不是定值，說明小燈泡發(fā)光的過程中，影響電阻大小的因素是存在的；
（4）電流表已損壞，只有電壓表，使已知電阻R與燈泡串聯，間接求燈泡正常工作時的電流．滑動變阻器與燈泡串聯，先使電壓表測燈泡兩端的電壓，調節(jié)滑動變阻器使燈泡正常工作，再通過開關的閉合、斷開用電壓表測出燈泡和定值電阻兩端的總電壓，根據串聯電路的電壓特點求出定值電阻兩端的電壓，根據歐姆定律求出電路中的電流，即為通過燈泡的額定電流，根據P=UI計算燈泡額定功率．

解答 解：
（1）由圖乙知，電壓表量程應選擇0～3V，分度值為0.1V，所以電壓表示數為2.2V，低于額定電壓，根據串聯電路分壓的特點，所以應減小滑動變阻器的阻值，滑動變阻器滑片應向B端移動，使電壓表的示數等于2.5V；
（2）如果滑動變阻器的阻值沒有放在最大處，移動滑片，阻值增大時，電壓表和電流表的示數都可能變小，據此也可判斷其一開始的接入情況；
（3）由圖象知，當燈的電壓是2.5V時，對應的電流值為0.2A，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大；
（4）燈泡與已知電阻R、滑動變阻器串聯，電壓表與開關S₁、S₂的連接如下圖所示：

故答案為：（1）B；（2）移動滑動變阻器的滑片，燈變暗，或電流表、電壓表的示數減�。�3）0.5W；燈絲電阻隨溫度升高而變大；（4）見上圖．

點評 本題主要考查學生對電學知識的綜合應用，尤其是實驗設計，這是重點也是難點，在設計實驗時可參考一下：
（1）沒有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設計成并聯電路，找電壓相等列等式求出被測電阻；
（2）沒有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設計成串聯電路，找電流相等列等式求出被測電阻．