Question

5．在“測(cè)量小燈泡額定功率”實(shí)驗(yàn)中，小吳選用了標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡、電流表、電壓表、開關(guān)、低壓電源、標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器、若干導(dǎo)線等器材按如圖所示連接起來(lái)．

（1）在閉合開關(guān)前他又檢查了電路，發(fā)現(xiàn)其中有一根導(dǎo)線接錯(cuò)了，請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打一個(gè)“×”，然后用筆畫線代替接入一根導(dǎo)線使電路完整．
（2）小吳正確連接電路后，閉合開關(guān)，電壓表及電流表示數(shù)如圖乙，電源電壓為5.7V，小燈泡實(shí)際功率為0.286W；
（3）為測(cè)小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片向右 （選填“左”或“右”）移動(dòng)滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)小燈泡正常發(fā)光，若此時(shí)電流表示數(shù)為0.3A，則此小燈泡的額定功率為0.75W．
（4）滑動(dòng)變阻器的滑片向左端滑動(dòng)后，小燈泡的電功率將減小．（選填“增大”、“減小”或“不變”）
（5）小吳通過(guò)描點(diǎn)作圖畫出如圖丙所示的圖象得知小燈泡的電流與加在小燈泡兩端的電壓并不成正比，其原因可能是：電燈的電阻由于燈絲溫度的變化而發(fā)生了變化．隨后又經(jīng)過(guò)多次測(cè)量與計(jì)算后得到燈泡實(shí)際功率P與燈泡電壓的平方U²和電流的平方I²的關(guān)系，圖中能正確反映P與I²或U²的關(guān)系的是：B．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，根據(jù)這一點(diǎn)，可修改實(shí)物圖；
（2）根據(jù)題意，確定電壓表和電流表的量程及分度值，讀出電壓表和電流表的示數(shù)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片處于最左端，連入電阻最大為20Ω，求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，進(jìn)而求出電源電壓；根據(jù)P=UI求出小燈泡的實(shí)際功率．
（3）根據(jù)串聯(lián)電路具有分壓作用可知，此時(shí)變阻器分擔(dān)的電壓多一些，故應(yīng)使變阻器阻值變小．
只有在額定電壓下根據(jù)P=UI計(jì)算出的才是額定功率．
（4）根據(jù)滑動(dòng)變阻器的分壓作用，變阻器電阻增大，分擔(dān)的電壓增大，小燈泡兩端的電壓減小，判斷實(shí)際功率變化．
（5）燈絲電阻隨溫度變化而變化，從電阻大小的影響分析．
根據(jù)公式P=I²R分析P與I²的圖象，根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析P與U²的圖象．

解答 解：（1）電壓表應(yīng)該與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器、電流表與燈泡串聯(lián)，如下圖所示：

（2）根據(jù)實(shí)物圖可知，電壓表的量程是0～3V，分度值是0.1V，故此時(shí)電壓表的讀數(shù)為：U₁=1.3V，
電流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，故此時(shí)電流表的讀數(shù)為：I₁=0.22A，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片處于最左端，連入電阻最大為20Ω，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_R=IR=0.22A×20Ω=4.4V，
電源電壓U=U_L+U_R=1.3V+4.4V=5.7V；
小燈泡的實(shí)際功率為：P₁=U₁I₁=1.3V×0.22A=0.286W；
（3）滑動(dòng)變阻器與小燈泡串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路具有分壓作用可知，為使燈泡兩端電壓變大，應(yīng)調(diào)小滑動(dòng)變阻器的阻值，故應(yīng)向右調(diào)；
只有在額定電壓下測(cè)得的才是額定功率，故應(yīng)調(diào)節(jié)電壓表的示數(shù)為2.5V，額定功率為：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（4）滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)，接入電路中的電阻變大，分擔(dān)的電壓變大，小燈泡兩端的電壓減小，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，小燈泡的實(shí)際功率變�。�
（5）燈泡的電阻是與通過(guò)燈絲的溫度有關(guān)的，當(dāng)通過(guò)燈絲的電流增大時(shí)，燈絲的溫度升高，燈絲的電阻增大．
（6）由P=I²R知，由于電阻也在變大，所以與I²的圖象有向上的趨勢(shì)，A錯(cuò)誤，B正確；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，由于電阻在變大，所以比值有變小的趨勢(shì)，CD均錯(cuò)誤．
故選B．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）5.7；0.286；（3）右；2.5；0.75；（4）減��；（5）電燈的電阻由于燈絲溫度的變化而發(fā)生了變化；B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電路的故障的分析，電壓表和電流表的讀數(shù)、求燈泡額定功率、燈泡電阻與溫度的關(guān)系、電功率的變化等知識(shí)，考查角度廣，設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)多，綜合性較強(qiáng)，具有一定的代表性．