Question

【題目】小紅利用如圖的甲圖測(cè)量“小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻”，選用的電源電壓為3.0V，小燈泡的額定電壓為2.5V：

(1)在連接電路的過(guò)程中，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，并將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處；

(2)閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，出現(xiàn)這一故障的原因可能是小燈泡_____；

(3)排除故障后，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表的示數(shù)如圖乙所示時(shí)，其讀數(shù)為_____V；若要測(cè)得小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，滑片P應(yīng)向_____（選填“A”或“B”）端移動(dòng)。通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，多次測(cè)量小燈泡兩端的電壓和通過(guò)小燈泡的電流，畫(huà)出了通過(guò)小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的圖像，如圖丙所示，由丙圖可知，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為_______Ω；

(4)觀察丙圖，在該圖像中發(fā)現(xiàn)電流與電壓不成正比，這是因?yàn)?/span>_____________；

(5)完成實(shí)驗(yàn)后，小紅想測(cè)量另一個(gè)小燈泡的額定功率，重新設(shè)計(jì)了電路（如圖�。�，這個(gè)小燈泡正常工作的電流為I額，請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)步驟（已知電源電壓為U、R2的最大阻值為R2）：

①閉合開(kāi)關(guān)S1，S2接1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，使電流表示數(shù)為I額；

②閉合開(kāi)關(guān)S1，S2接2，保持滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置不變，調(diào)另一個(gè)滑動(dòng)變阻器R1的滑片，使電流表示數(shù)為________；再將滑動(dòng)變阻器R2的滑片調(diào)到最右端，讀出電流表的示數(shù)為I；

③小燈泡的額定功率表達(dá)式為P額＝________。（用U、R2、I額、I 表示）

Answer 1

【答案】斷路 1.8 A 12.5 燈的電阻隨溫度的變化而變化 I額 I額2（－R2）

【解析】

(2)[1]電路正確連接后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源連通，則出現(xiàn)這一故障的原因可能是小燈泡斷路。

(3)[2]由圖乙所示電壓表知道，電壓表選用小量程，分度值為0.1V，其讀數(shù)為1.8V。

[3]由于1.8V小于燈的額定電壓2.5V，應(yīng)增大燈的電壓，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知道，應(yīng)減小變阻器的電壓，由分壓原理可知，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，即滑片向A端移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為額定電壓。

[4]由圖丙知道，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，額定電壓2.5V對(duì)應(yīng)的電流是0.2A，由知道，此時(shí)小燈泡的電阻

(4)[5]根據(jù)畫(huà)出的通過(guò)小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的圖象知道，在該圖象中發(fā)現(xiàn)電流與電壓不成正比，這是因?yàn)闊舻碾娮桦S溫度的變化而變化。

(5)[6]②閉合開(kāi)關(guān)S1 ，S2 接2，保持滑動(dòng)變阻器R2 的滑片位置不變，調(diào)另一個(gè)滑動(dòng)變阻器R1的滑片，使電流表示數(shù)為I額；再將滑動(dòng)變阻器R2 的滑片調(diào)到最右端，讀出電流表的示數(shù)為I；

[7] ③在①中，變阻器R1 短路，燈與變阻器R2 串聯(lián)，燈正常發(fā)光，在②中燈短路，兩變阻器串聯(lián)，因R2 的滑片位置不變，根據(jù)等效替代法，變阻器R1 連入電路中的電阻等于燈正常發(fā)光時(shí)的電阻大��；根據(jù)最后一步操作，由歐姆定律和電阻的串聯(lián)知道，變阻器R1 連入電路中的電阻 ，所以，小燈泡的額定功率表達(dá)式為