Question

13．要測(cè)量一個(gè)額定電壓是2.5V的小燈泡的額定功率，估計(jì)小燈泡工作時(shí)的電阻約為5Ω，現(xiàn)有電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電源（3V左右）各一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干．

（1）連接的電路如圖1所示，但電路中有一根導(dǎo)線(xiàn)接錯(cuò)了，請(qǐng)你用筆在圖中將接錯(cuò)的導(dǎo)線(xiàn)打上“×”，并畫(huà)出正確的導(dǎo)線(xiàn)．
（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖2所示，其示數(shù)為2V，若想測(cè)量小燈泡的額定功率應(yīng)將圖1中的滑片P向C（選填“C”或“D”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖3示數(shù)，則通過(guò)小燈泡的電流為0.5A，該燈泡的額定功率是1.25W．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)如圖4所示：
①通過(guò)圖象可以發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻變化特點(diǎn)是電阻隨電壓的升高而變大．
②有關(guān)小燈泡功率P的圖象如圖所示，以下正確的是D．

Answer 1

分析 （1）分析電路的錯(cuò)誤之處改正；
（2）燈在額定電壓下正常發(fā)光，由圖電壓表小量程讀數(shù)，比較與額定電壓的大小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理，確定變阻器滑片移動(dòng)的方向，根據(jù)P=UI求額定功率；
（3）①根據(jù)燈絲的電流隨電壓的變化不是直線(xiàn)分析；
②從圖象可以看出燈泡電阻是在變化的----隨溫度的升高而增大，根據(jù)這一點(diǎn)對(duì)各個(gè)選項(xiàng)逐一分析．

解答 解：（1）原電路中，電壓表測(cè)電源電壓了，是錯(cuò)誤的，電壓表應(yīng)測(cè)燈的電壓，變阻器右下的接線(xiàn)柱與電壓表“3”之間的連線(xiàn)是錯(cuò)誤的，將電壓表“3”接線(xiàn)柱與燈的右接線(xiàn)柱之間連接起來(lái)，改正后如下所示：

（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖2所示，電壓表選用小量程，分度值為0.1V，其示數(shù)為2V，若想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)增大燈的電壓，減小變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻，將圖1中的滑片P向C端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)；
電流表的示數(shù)如圖3示數(shù)，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，通過(guò)小燈泡的電流為0.5A，
該燈泡的額定功率是P=UI=2.5V×0.5A=1.25W．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)如圖4所示：
①通過(guò)圖象可以發(fā)現(xiàn)燈絲的電流隨電壓的變化不是直線(xiàn)，R=$\frac{U}{I}$，即R不是一個(gè)定值；
通過(guò)燈的電流隨電壓的增大而增大，根據(jù)P=UI，燈的功率增大，燈絲的溫度升高，故燈絲的電阻隨電壓的升高而變大；
②由圖乙所示圖象可知，燈泡電阻隨電壓與電流的增大而增大，
AB、根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{1}{R}$U²，得P-U²圖線(xiàn)的斜率表示電阻的倒數(shù)，小燈泡電阻隨電壓的增大而增大，
電阻增大，知P與U²圖線(xiàn)的斜率減小，故A、B錯(cuò)誤；
CD、根據(jù)P=I²R得P-I²圖線(xiàn)的斜率表示電阻，小燈泡電阻隨電流的增大而增大，
電阻增大，知P與I²圖線(xiàn)的斜率增大，故C錯(cuò)誤、D正確；
故選D．
故答案為：（1）如上所示；（2）2；C；0.5；1.25；（3）①電阻隨電壓的升高而變大；②D．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量一個(gè)額定電壓是2.5V的小燈泡的額定功率，考查電路連接、操作過(guò)程及影響電阻大小的因素，體現(xiàn)了與數(shù)學(xué)知識(shí)的結(jié)合，有一定難度．