Question

2．小明用如圖1所示電路來測量小燈泡的電功率（部分實驗器材的規(guī)格已標明

（1）請用筆畫線代替導線將圖l中滑動變阻器連入電路，使之接入電路的阻值最大；
（2）實驗中，小明發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，兩電表指針始終處于圖2所示位置，則接線柱⑥⑦間（填接線柱的數(shù)字編號）出現(xiàn)了斷路（選填“短路”或“斷路”）；
（3）故障排除后，小明從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數(shù)據(jù)，得到小燈泡U-I圖象如圖3所示，則小燈泡的額定功率是0.75W，所用滑動變阻器的規(guī)格是下列選項中的B（選填選項前字母  A“5Ω 2A”B“25Ω 2A”）：
（4）在某次調(diào)節(jié)中，滑動變阻器接入電路的阻值減小了△R₁，小燈泡的阻值變化了△R₂，則△R₁＞△R₂（選填“＞”、“＜”或“=”），你的理由是：總電阻變小，故變阻器減小的電阻大于燈增大的電阻．

Answer 1

分析 （1）因要求滑動變阻器連入電路，使之接入電路的阻值最大確定變阻器的連接；
（2）若電流表示數(shù)為0，說明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路了；
（3）燈在額定電壓下的功率為額定功率，由圖3找到額定電壓下的電流，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；由圖3，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律求變阻器連入電路中的最大電阻確定變阻器的規(guī)格；
（4）當滑動變阻器電阻變小時，根據(jù)分壓原理確定變阻器的電壓變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律確定燈的電壓變化，由圖3得出電流的變化，確定燈的電阻的變化，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律判斷電路總電阻的變化，根據(jù)電阻的串聯(lián)規(guī)律得出電阻變化的大小關(guān)系．

解答 解：（1）因要求滑動變阻器連入電路，使之接入電路的阻值最大，故應(yīng)將左下接線柱連入電路中，如下圖所示；

（2）由圖2可知，電流表示數(shù)為0，說明電路可能斷路；圖中電壓表示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路了，即接線柱間⑥⑦（出現(xiàn)了斷路；
（3）由圖3可知，燈的額定電壓為2.5V時，電流為0.3A，則小燈泡的額定功率：
P=UI_L=2.5V×0.3A=0.75W；
因電壓電壓為3V，由圖3可知，當燈的電壓為0.5V，通過的電流為I=0.1A，因小明從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律，此時變阻器連入電路中的最大電阻：
R_滑=$\frac{U{-U}_{1}}{I}$=$\frac{3V-0.5V}{0.1A}$=25Ω，
故選用B“25Ω 2A”的變阻器；
（4）當滑動變阻器電阻R_滑變小時，根據(jù)分壓原理，變阻器的電壓變小，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈泡兩端電壓增大；由圖3知，通過燈的電流也增大，根據(jù)P=UI可知，燈的實際功率增大，燈絲溫度升高，燈泡電阻R_燈變大；
因通過燈的電流即電路中電流變大，說明電路中的總電流變大，故總電阻R變小；
根據(jù)R=R_滑+R_燈可知，只有當R_滑的減小量大于R_燈的增加量才會讓總電阻變小，即△R₁＞△R₂；
故答案為：（1）如上圖所示；（2）⑥⑦；斷路；
（3）0.75；B；
（4）＞；總電阻變小，故變阻器減小的電阻大于燈增大的電阻．

點評 本題測量小燈泡的電功率，考查電路的連接、故障的分析、額定功率的計算、器材的選擇及影響電阻大小因素．