Question

【題目】小明要測(cè)定標(biāo)有“3.8V”小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，選擇一些器材，兩節(jié)新干電池、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線若干，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(shí)驗(yàn)，其原因是_________。并且電路連接也有錯(cuò)誤，如果此時(shí)閉合開關(guān)，小燈泡__________（選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”）；請(qǐng)你在接錯(cuò)的那根導(dǎo)線上打“×”，并另畫一根導(dǎo)線，使電路連接正確________。

（2）更改后小明還測(cè)量了小燈泡在不同電壓下的電流，并根據(jù)所測(cè)得數(shù)據(jù)繪制了小燈泡的I-U圖像，如圖乙所示，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是_________W，由圖像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_______________。

（3）由圖可知，當(dāng)燈泡電流是額定電流一半時(shí)，燈泡對(duì)應(yīng)的功率為P1，當(dāng)燈泡電壓為額定電壓一半時(shí)，燈泡對(duì)應(yīng)功率為P2，則P1__________P2。（選填“<”“=”“>”）

（4）如果小燈泡兩端電壓在不超過(guò)額定電壓下，滑動(dòng)變阻器向左移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器電阻改變了△R滑，燈泡電阻改變了△RL，則△R滑__________△RL（選填“<”“=”“>”）。

（5）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明又設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，只用電壓表來(lái)測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率。已知滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為15Ω，電源電壓恒定，其測(cè)量過(guò)程如下：

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

② ___________（填三個(gè)開關(guān)閉合與斷開情況），移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為2V，這時(shí)小燈泡正常發(fā)光。

③ 閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，保持滑動(dòng)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】兩節(jié)新干電池的電壓是3V，而小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓是3.8V，電源電壓不夠大 不發(fā)光 0.76 增大 < > 閉合S、S1，斷開S2 0.5

【解析】

(1)[1]因?yàn)閮晒?jié)新干電池的電壓是3V，而小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓是3.8V，電源電壓不夠大，所以所選的器材不能完成此實(shí)驗(yàn)；

[2]由于電壓表不是并聯(lián)接在電路中的，是串聯(lián)接在電路，所以電路中是沒有電流的，小燈泡不發(fā)光；

[3]從圖中可以看到，把燈泡左端與滑動(dòng)變阻器左下端連接的導(dǎo)線去掉，改接為燈泡左端與電壓表負(fù)接線柱的連接即可，這樣電流會(huì)流過(guò)燈泡，電壓表是并聯(lián)在燈泡兩端的；如下圖所示；

(2)[4]從圖乙可以看到，當(dāng)電壓是3.8V時(shí)，電流是0.2A，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是

[5]從圖中可以看到，，隨著電流的增大，這條圖線的斜率在變大，即在變大，可知燈絲的電阻隨溫度升高而變大；

(3)[6]在圖乙上截圖可知，當(dāng)燈泡的電流是額定電流的一半時(shí)，對(duì)應(yīng)的點(diǎn)是B，燈泡對(duì)應(yīng)的電壓是；當(dāng)燈泡的電壓是額定電壓的一半時(shí)，對(duì)應(yīng)的點(diǎn)是C，燈泡對(duì)應(yīng)的電流是，可知道，，根據(jù)可知，C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電功率大于B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電功率，即；

(4)[7]滑動(dòng)變阻器向左移動(dòng)，則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，電路中的電流變大，燈泡亮度變大，那么燈絲的電阻也變大，由于總電壓不變，電源電壓恒定，而電路中的電流變大，電路中的總電阻是變小的，則變阻器減小的阻值大于燈泡增大的阻值，即；

(5)[8][9]應(yīng)該閉合S、S1，斷開S2，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為2V，這時(shí)小燈泡正常發(fā)光，小燈泡兩端的電壓是2.5V；閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，這時(shí)只有變阻器接入電路，設(shè)電壓表測(cè)量的電阻阻值大小是，另一部分電阻是，由于電源電壓是4.5V，那么兩端的電壓是1.5V，根據(jù)歐姆定律可知

并且，由這兩式可解得；從第二步可知

解得，小燈泡的額定功率是

。