Question

【題目】小明要測定標有“3.8V”小燈泡正常發(fā)光時的電阻，選擇一些器材連接了如圖甲所示電路。

（1）同組的小芳發(fā)現(xiàn)小明所選的器材不能完成此實驗，其原因是_____。并且電路連接也有錯誤，如果此時閉合開關(guān)，小燈泡_____（選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”），電壓表_____（選填“有示數(shù)”或“無示數(shù)”）．請你在接錯的那根導線上打“×”，并另畫一根導線，使電路連接正確。

（_____）

（2）小明重新選擇合理器材，將電路改接正確后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使小燈泡正確發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻是_____Ω。

（3）小明還測量了小燈泡在不同電壓下的電流，并根據(jù)所測得數(shù)據(jù)繪制了小燈泡的I﹣U圖象，如圖丙所示，根據(jù)圖象可知電流與電壓并不成正比，原因是燈絲的電阻隨溫度升高而_____。在這個圖象中，橫軸應(yīng)該表示的是_____（選填“電壓”或“電流”）

（4）上述實驗結(jié)束后，小明又設(shè)計了如圖丁所示的電路，只用電壓表來測量額定電壓為2.5的小燈泡的額定功率。已知滑動變阻器R的最大阻值為15Ω，電源電壓恒定，其測量過程如下：

①閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，將滑動變阻器的滑片移到最上端，電壓表示數(shù)為4.5V。

②_____（填三個開關(guān)閉合與斷開情況），移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為_____V，這時小燈泡正常發(fā)光。

③閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，保持滑動變阻器滑片的位置不變，電壓表示數(shù)為3V。

④小燈泡的額定功率P額＝_____W。

Answer 1

【答案】電源電壓低于燈泡的額定電壓 不發(fā)光 有示數(shù) 10 增大 電流 閉合S、S1 2 斷開S2 0.5

【解析】

（1）測燈的額定功率，燈的電壓要高于燈的額定電壓；分析電路的連接確定兩表的示數(shù)；根據(jù)電路連接錯誤之改正；

（2）根據(jù)電流表小量程讀數(shù)，由歐姆定律求電阻大�。�

（3）燈絲的電阻隨溫度升高而增大。根據(jù)歐姆定律，電壓的增加量應(yīng)大于電流的增加量；

（4）先測出電源電壓U；只用電壓表來測量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，首先應(yīng)使燈正常發(fā)光，通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，使燈與變阻器滑片以下電阻絲串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，當電壓表示數(shù)為U=2.5V時，燈正常發(fā)光，在③中，根據(jù)分壓原理可求出滑片以下電阻絲的電阻大小，根據(jù)歐姆定律可求出燈正常發(fā)光時的電流即，

根據(jù) 可求小燈泡的額定功率P額。

（1）電源電壓為3V，小于燈的額定電壓，故選的器材不能完成此實驗；原電路中，電壓表串聯(lián)在電路中，電路中幾乎沒有電流，電流表將變阻器串聯(lián)了，此時閉合開關(guān)小燈泡不發(fā)光，電壓表與電源連通，電壓表有示數(shù)；電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，電壓表與燈并聯(lián)，如下左圖所示：

（2）此時電流表示數(shù)如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻是： ；

（3）并根據(jù)所測得數(shù)據(jù)繪制了小燈泡的I﹣U圖象，如圖丙所示，根據(jù)圖象可知電流與電壓并不成正比，原因是燈絲的電阻隨溫度升高而增大。根據(jù)歐姆定律的變形公式： ，因燈絲的電阻隨溫度升高而增大，故電壓的增加量應(yīng)大于電流的增加量，如上左圖所示，在這個圖象中，橫軸應(yīng)該表示的是電流；

（4）根據(jù)上面的分析，具體步驟：

①閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，將滑動變阻器的滑片移到最上端，電壓表示數(shù)為4.5V；

②閉合S、S1，斷開S2，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為2V，這時小燈泡正常發(fā)光；

③閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，保持滑動變阻器滑片的位置不變，電壓表示數(shù)為3V。

在①中，電源電壓為U＝4.5V，在②中，燈與滑片以下電阻絲R滑下的電阻串聯(lián)，電壓表測其電壓，當電壓表示數(shù)為2V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的電壓： ，燈正常發(fā)光；

在③中，電路中只有變阻器，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，滑片以上電阻絲的電壓為： ，根據(jù)分壓原理，，因變阻器的總電阻為15Ω，故 ，由歐姆定律和串聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過變阻器的電流即燈的額定電流： ，

④小燈泡的額定功率。

故答案為：(1). 電源電壓低于燈泡的額定電壓 (2). 不發(fā)光 (3). 有示數(shù) (4). 10 (5). 增大 (6). 電流 (7). 閉合S、S1 (8). 2 (9). 斷開S2 (10). 0.5

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