Question

12．在測定“小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2V，電阻為10Ω．
（1）若在連接電路時，有A（10Ω，1A）和B（40Ω，0.5A）兩個滑動變阻器可供選擇，則應該選擇變阻器B（填“A”或“B”）接入電路，才能保證實驗順利進行；
（2）連接電路如圖1，小葉同學檢查電路時發(fā)現(xiàn)有一根導線連接錯誤，請你在連接錯誤的導線上打“×”，并糾正．
（3）小葉同學在電路糾正無誤后，將滑片滑到阻值最大處，閉合開關，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)如圖2所示，為了測量小燈泡的額定功率，他應將圖1中滑片P向B（填“A”或“B”）端移動．
（4）多次實驗后小葉同學畫出小燈泡的電流隨電壓變化的圖象，你認為圖象應該是圖3中的A（填A，B或C）；
（5）若將a，b間小燈泡換成電阻（其它電路元件不發(fā)生任何改變），探究電流與電阻的關系時，保持a，b間電阻兩端的電壓為2V不變，為能完成實驗，a，b間可接入電路的阻值范圍是4Ω～20Ω．

Answer 1

分析 （1）計算出燈泡正常發(fā)光時變阻器的阻值，得出結論；
（2）實驗中要將變阻器與燈泡串聯(lián)，并將電壓表與燈泡并聯(lián)；
（3）根據(jù)圖乙讀出電壓表的示數(shù)，燈泡兩端的電壓高于額定電壓，則應增大滑動變阻器的阻值，從而可判斷滑片的移動方向；
（4）燈泡電阻隨溫度的升高而增大，根據(jù)這個特點進行分析；
（5）根據(jù)滑動變阻器的最大阻值求出定值電阻的最大阻值，根據(jù)電流表的量程求出電阻的最小值．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時，電路中的電流I=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{L}}$=$\frac{2V}{10Ω}$=0.2A；
滑動變阻器的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V-2V}{0.2A}$=20Ω＞10Ω，應選擇規(guī)格為40Ω，0.5A的滑動變阻器，即B；
（2）由圖知，變阻器未正確接入電路中，應將其與燈泡串聯(lián)，并使電壓表與燈泡并聯(lián)，如圖所示：

（3）由圖乙知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.3V，大于額定電壓，此時應增大滑動變阻器的阻值，將滑片向右即B端滑動；
（4）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，燈絲兩端的電壓越高，其功率越大，燈絲溫度越高，燈絲的電阻越大，所以A圖符合要求；
（5）滑動變阻器的最大阻值為40Ω，此時所許的電阻值最大，電路中的電流I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{6V-2V}{40Ω}$=0.1A；
則最大電阻值R_max=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.1A}$=20Ω；
電流表的量程為0.6A，由于滑動變阻器B串聯(lián)在電路中，其允許通過的最大電流為0.5A，所以當電流為0.5A時，為電阻的最小值，R_min=$\frac{U}{I′}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω．
所以電阻的取值范圍為4Ω～20Ω．
故答案為：（1）B；（2）見上圖；（3）B；（4）A；（5）4Ω～20Ω．

點評 本題是燈泡額定功率的測量實驗，主要考查了變阻器的選擇和使用、電路的連接、歐姆定律在串聯(lián)電路中的應用、燈絲電阻與溫度的關系等，考查全面，且有一定難度．