Question

20．小雷同學(xué)發(fā)現(xiàn)家用白熾燈在剛開(kāi)燈瞬間易燒壞，猜想白熾燈的電阻可能與燈絲的某個(gè)因素有關(guān)．于是找來(lái)與白熾燈工作原理相同的小燈泡，按圖甲所示電路圖進(jìn)行探究．電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓2.5V、燈絲電阻約為10Ω．

（1）按照甲圖連接好電路后閉合開(kāi)關(guān)，小燈泡閃亮一下就熄滅．檢查發(fā)現(xiàn)小燈泡的燈絲已燒斷．分析原因是閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為最小值（選填“最大值”或“最小值”），導(dǎo)致電流過(guò)大而形成的．
（2）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，更換燒壞的電路元件，進(jìn)行正確操作．調(diào)節(jié)滑片使燈泡逐漸變亮，記錄電流表和電壓表的一系列示數(shù)，在圖丙中繪制U-I圖象．當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，燈的額定電流為0.26A，燈的額定功率為0.65W．
（3）小雷用一個(gè)定值電阻更換小燈泡，進(jìn)行正確操作．調(diào)節(jié)滑片，記錄電流表和電壓表的一系列示數(shù)，在圖丙中再次繪制U-I圖象．由圖可知：定值電阻的阻值為10Ω．
（4）根據(jù)圖丙中a、b圖線初步判斷，小燈泡的電阻與燈絲的溫度有關(guān)．家用白熾燈在開(kāi)燈瞬間與步驟（1）中小燈泡形成過(guò)大電流的原因不同 （選填“相同”或“不同”）．

Answer 1

分析 （1）小燈泡閃亮一下就熄滅，說(shuō)明燈泡實(shí)際電壓大于其額定電壓，由此分析原因．
（2）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出其正常工作的電流，由P=UI計(jì)算其功率；
（3）由圖象中找出關(guān)于定值電阻的一組電壓和對(duì)應(yīng)的電流，就能得到其阻值；
（4）導(dǎo)體電阻與溫度有關(guān)，一般說(shuō)，溫度升高電阻增大．

解答 解：（1）閉合開(kāi)關(guān)小燈泡閃亮一下就熄滅，說(shuō)明燈泡實(shí)際電壓大于其額定電壓，電流過(guò)大，原因是閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為最小值．
（2）由圖丙可知，電流表的量程0-0.6A，分度值0.02A，燈泡正常工作時(shí)的電流為0.26A，燈泡的功率為：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
（3）由圖知，當(dāng)定值電阻兩端電壓為1V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流為0.1A，所以阻值為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
（4）圖線a是一條直線，說(shuō)明電流與電壓成正比，電壓與電流比值一定，也就是定值電阻阻值一定；而燈泡電流與電壓圖線是曲線，并且電流增大的程度小于電壓，說(shuō)明其電阻是變化的，并且隨電壓的增大而增大，原因是電壓越高燈泡越亮，電阻越大；
家用白熾燈在剛閉合電路的瞬間容易燒壞，原因是剛開(kāi)始工作時(shí)，燈絲溫度較低，電阻較小，通過(guò)的電流較大；（1）中電流過(guò)大是因?yàn)殚]合開(kāi)關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為最小值．
故答案為：（1）最小值；（2）0.26；0.65；（3）10；（4）溫度；不同．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)物電路的連接、電路故障的判斷、電表讀數(shù)、功率的計(jì)算以及圖象的認(rèn)識(shí)和理解，電阻與溫度的關(guān)系，綜合性較強(qiáng)，有代表性．