Question

19．某同學做“測量小燈泡電功率”實驗中，所用電源電壓恒為4V，小燈泡的螺旋套上標有“2.5V”．

（1）在檢查儀器時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針如圖1所示，則他接下來的操作是電流表調(diào)零．
（2）請你根據(jù)圖2電路圖用筆畫線代替導線，將圖3中未完成的電路連接好．要求：滑動變阻器的滑片向右移動時，連入電路的阻值變小，導線不能交叉．
（3）檢查儀器和電路無誤后，閉合開關，調(diào)節(jié)調(diào)動變阻器片到某一位置時，電壓表示數(shù)如圖4所示，現(xiàn)要測定小燈泡的額定功率，應將滑片適當?shù)叵蜃螅ㄟx填“左”或“右”）移動，同時眼睛應觀察電壓表．
（4）改變滑動變阻器的阻值，多次測量通過小燈泡的電流和它兩端的電壓，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)畫出了如圖5所示的小燈泡的電流隨電壓變化的關系圖象．由此可知，小燈泡的額定功率為0.625W，小燈泡線形電阻隨電壓的增大而增大（選填“增大”、“不變”或“減小”）．
（5）完成了上述實驗后，小亮進一步探究通電直導線周圍的磁場分布情況，找來小磁針、鐵屑、硬紙板等，做了如圖6所示的實驗，發(fā)現(xiàn)了直導線周圍的磁場是以導線為圓心的同心圓圈，并找到了判斷直導線周圍磁場的方法：“用右手握住直導線．讓大拇指指向直導線中電流的方向，則彎曲的四指所指方向為磁場方向．”請你用小亮的方法判斷如圖7中小磁針北極轉向紙外．圖8中小磁針北極轉向紙內(nèi)（兩空均選填“紙內(nèi)”或“紙外”）．

Answer 1

分析 （1）在檢查儀表時，首先應看電表的指針是否指零，若不指零，即需要調(diào)零；
（2）從電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，滑動變阻器滑片向右移動時電流表的示數(shù)變大說明接入電路中的電阻變小，即滑動變阻器的右下方接線柱必須接入電路中；
（3）電壓表讀數(shù)：先確定使用的量程，然后確定分度值．通過實際電壓與額定電壓的關系，判斷實際功率與額定功率的關系．當實際電壓大于額定電壓時，滑動變阻器接入電路中的阻值需增大．
（4）燈泡在額定電壓下的功率即為額定功率，所以據(jù)圖象讀出2.5V時的電流，而后據(jù)公式P=UI可計算出額定功率；再據(jù)電阻的電壓和電流的關系圖象，結合歐姆定律可以得出電阻的隨著電壓的變化關系．
（5）先根據(jù)安培定則判斷出通電導體下方磁場的方向以及導線內(nèi)部磁場的方向，然后根據(jù)小磁針靜止時，北極的指向為磁場方向可知小磁針N極的指向．

解答 解：（1）由圖示電流表可知，電流表指針沒有指零，在使用前要對電流表調(diào)零．
（2）滑動變阻器的滑片向右移動時，連入電路的阻值變小，滑動變阻器應接右下接線柱，把燈泡與滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電路圖如圖所示：

（3）電壓表選擇0～3V量程，每一個大格代表1V，每一個小格代表0.1V，電壓為2.6V，電壓表示數(shù)大于燈泡額定電壓2.5V，
為了使燈泡正常發(fā)光，滑動變阻器分得的電壓需增大，因此滑片需向左端移動，同時觀察電壓表示數(shù)，使電壓表示數(shù)為2.5V；
（4）由圖示圖象可知，燈泡額定電壓2.5V對應的電流是0.25A，燈泡額定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
由圖示圖象可知，隨電壓增大，燈泡電壓與電流表的比值增大，燈泡電阻增大；燈絲電阻發(fā)生變化的本質是金屬導體的電阻隨溫度升高而增大．
（5）伸出右手，大拇指指向電流的方向，四指的方向為磁場的方向，故導體正下方磁場方向向外，即小磁針靜止時N極的指向為紙外；
伸出右手，四指指向電流的方向，大拇指指向磁場的方向，故導體內(nèi)部磁場方向向里，即小磁針靜止時N極的指向為紙內(nèi)．
故答案為：（1）電流表調(diào)零；（2）電路圖如圖所示；（3）左；電壓表；（4）0.625；增大；（5）紙外；紙內(nèi)．

點評 本題考查了用伏安法測燈泡電功率的實驗中滑動變阻器的正確使用方法、實物圖的連接、電壓表的讀數(shù)、功率的計算；由圖示圖象求出燈泡額定電壓對應的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率．