Question

3．在測(cè)定小燈泡額定電功率的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓是4.5V，小燈泡的額定電壓是2.5V，電阻約為10Ω，滑動(dòng)變阻器甲的規(guī)格為“15Ω   1A”，滑動(dòng)變阻器乙的規(guī)格為“5Ω   2A”．

（1）本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇滑動(dòng)變阻器甲（甲/乙）．
（2）如圖甲所示是小強(qiáng)同學(xué)連接的實(shí)驗(yàn)電路，其中有一個(gè)導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線上畫(huà)“×”，并用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線畫(huà)出正確的導(dǎo)線．
（3）小強(qiáng)將電路連接正確后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表和電流表均有較小的示數(shù)，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是滑動(dòng)變阻器連入電路阻值過(guò)大（寫一種即可）．
（4）小強(qiáng)同學(xué)閉合開(kāi)關(guān)．移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖中滑片P向A（A/B）端移動(dòng)，直到電壓表的示數(shù)為2.5V．
（5）移動(dòng)滑片P，小強(qiáng)記下多組對(duì)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圖象，根據(jù)圖象信息可算出小燈泡的額定功率是0.75W；同時(shí)根據(jù)圖象信息還得出小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大（增大/減小/不變）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)歐姆定律求出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，
最后根據(jù)I=$\frac{U}{R}$的變形公式R=$\frac{U}{I}$求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值即可選擇滑動(dòng)變阻器；
（2）實(shí)物連接圖中找錯(cuò)誤之處，主要從電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的正確使用上考慮：
從電流表、電壓表的量程、連接方式、正負(fù)接線柱的接入方法上考慮．
從滑動(dòng)變阻器接線柱的選擇考慮；
（3）閉合開(kāi)關(guān)前滑片應(yīng)置于最大阻值處，滑動(dòng)變阻器連入電路阻值過(guò)大，電路中電流很小，電壓表示數(shù)很�。�
（4）由圖示電表確定其量程與分度值，讀出電表示數(shù)；根據(jù)電壓表示數(shù)與燈泡額定電壓的關(guān)系確定滑片的移動(dòng)方向；
（5）當(dāng)電壓表的示數(shù)等于小燈泡的額定電壓時(shí)，此時(shí)小燈泡正常發(fā)光；根據(jù)圖象讀出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，根據(jù)P=UI求出小燈泡的額定功率．
根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算燈泡在0.5V、1.5V、2.5V時(shí)的電阻，判斷燈泡電阻隨電壓變化規(guī)律．
根據(jù)電阻大小的影響因素，分析電阻變化的原因．

解答 解：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{額}}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
此時(shí)根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：
滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=U-U_額=4.5V-2.5V=2V，
由I=$\frac{U}{R}$得，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.25A}$=8Ω＞5Ω，
故本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇規(guī)格為“15Ω  1A”的甲滑動(dòng)變阻器．
（2）經(jīng)分析，滑動(dòng)變阻器與燈泡并聯(lián)錯(cuò)誤．
如果電流從電流表出來(lái)，先經(jīng)過(guò)燈泡，再滑動(dòng)變阻器，到電源的負(fù)極．只移動(dòng)一根導(dǎo)線的情況下，會(huì)造成電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓．
如果電流從電流表出來(lái)，先經(jīng)過(guò)滑動(dòng)變阻器，再經(jīng)燈泡到電源的負(fù)極，只改變一根導(dǎo)線，電壓表測(cè)燈泡電壓，符合題意．如圖．

（3）電流表指針稍有偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明整個(gè)電路是通路，電壓表指針幾乎不動(dòng)說(shuō)明燈泡燈泡的電阻相對(duì)于整個(gè)電路的電阻來(lái)說(shuō)很小，所以燈泡能夠分得的電壓很小，其原因是滑動(dòng)變阻器連入電路阻值過(guò)大所致．
（4）由圖乙所示電壓表可知，其量程為0～3V，分度值為0.1V，所示為2.2V，燈泡兩端電壓小于額定電壓，要測(cè)燈泡額定功率，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，使燈泡兩端電壓增大，所以向A端移動(dòng)滑片，直到電壓表的示數(shù)為2.5V．
（5）要使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)該讓小燈泡兩端的電壓等于額定電壓，即電壓表的示數(shù)為2.5V；
由圖丙可知，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.3A，則小燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
根據(jù)R=$\frac{U}{i}$可知燈泡的電阻變大，可見(jiàn)燈泡電阻隨溫度的增大而增大．
故答案為：（1）甲；（2）略；（3）滑動(dòng)變阻器連入電路阻值過(guò)大；（4）A；2.5V；（5）0.75；增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電表讀數(shù)、求電阻、求燈泡額定功率等問(wèn)題；對(duì)電表讀數(shù)時(shí)，要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直．