12.用圖甲所示的實驗電路,測量小燈泡正常工作電壓2.5V時的電阻.
(1)請在虛線框內(nèi)畫出與圖甲對應(yīng)的電路圖.

(2)按圖正確連接電路,閉合開關(guān)后,電流表無示數(shù)、電壓表超出量程,小燈泡不發(fā)光,其原因是:燈泡斷路,電壓表選用了小量程.
(3)排除故障后,小燈泡發(fā)光微弱,如何使小燈泡正常發(fā)光呢?你的措施是:調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)為2.5V.

(4)按正確方法完成實驗后,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點作出如圖乙所示U-I圖象,小燈泡的U-I圖象應(yīng)該是b(選填“a”或“b”),這樣判斷的依據(jù)是燈泡的阻值受溫度的變化而變化.
(5)喜歡探究的小明用另一只電流表A2和一個5Ω的定值電阻R,連接了如圖丙所示的電路,同樣測出了小燈泡正常發(fā)光時的電阻.具體操作是:閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,使電流表A2的示數(shù)為0.5A,小燈泡正常發(fā)光.此時電流表A1的示數(shù)如圖丁所示,則小燈泡的電阻為6.25Ω.

分析 (1)根據(jù)實物連接情況畫出對應(yīng)的電路圖;
(2)根據(jù)電壓電壓的大小判定電壓表的量程;燈泡不亮、電流表無示數(shù),則電路某處斷路,電壓表接近于電源電壓,則與電壓表并聯(lián)的電路斷路;
(3)燈泡在額定電壓下能正常發(fā)光,要使燈泡正常發(fā)光,可以調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片使燈泡兩端電壓即電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓,燈泡可正常發(fā)光;
(4)定值電阻阻值不變,定值電阻的U-I圖象是一條傾斜的直線;燈泡電阻隨溫度(電壓)的變化而變化,不是定值,U-I圖象是一條曲線,據(jù)此分析答題;
(5)電流表A2與定值電阻串聯(lián),相當(dāng)于電壓表,使并聯(lián)電路電壓等于燈泡額定電壓2.5V時燈泡可以正常發(fā)光,由歐姆定律可以求出電流表A2的示數(shù);確定電流表A1的量程與最小分度值,讀出電流表A1的示數(shù),然后由并聯(lián)電路的特點求出流過待測電阻的電流,然后由歐姆定律求出燈泡的電阻.

解答 解:(1)由圖甲知,電流表、燈泡和滑動變阻器串聯(lián),電壓表測燈泡兩端電壓,由此畫出電路圖如圖所示:
;
(2)燈泡不亮、電流表無示數(shù),說明電路某處斷路,電壓表有示數(shù)且接近于電源電壓,說明與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路;電源電壓為4.5V,電壓表超出量程,則電壓表選用了小量程;
(3)要使小燈泡正常發(fā)光,應(yīng)移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)等于燈泡的額定電壓2.5V;
(4)定值電阻阻值不變,U-I圖象是一條傾斜的直線,而燈泡的阻值受溫度的影響,阻值會發(fā)生變化,則U-I圖象是一條彎曲的線由圖可知,b是燈泡電阻的U-I圖象.
(5)由電路圖知:定值電阻與燈泡并聯(lián),它們兩端的電壓相等,當(dāng)并聯(lián)電壓等于燈泡的額定電壓為2.5V時,
燈泡正常發(fā)光,此時電流表A2的示數(shù)I2=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A;電流表A1的量程是3A,由圖丁知電流表的最小分度值是0.1A,電流表讀數(shù)I1=0.9A,流過燈泡的電流IL=I1-I2=0.9A-0.5A=0.4A,燈泡的為:R'=$\frac{U}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω.
故答案為:(1)如上圖;(2)燈泡斷路,電壓表選用了小量程;(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)為2.5V;(4)b;燈泡的阻值受溫度的變化而變化;(5)0.5;6.25.

點評 本題考查了畫實驗電路圖、分析燈泡發(fā)光較暗的原因、怎樣使燈泡正常發(fā)光、求燈泡的額定功率等問題,燈泡只有在額定電壓下才能正常發(fā)光,如果燈泡的實際功率較小,不足以讓燈泡發(fā)光,只有燈泡功率達(dá)到一定值時燈泡才能正常發(fā)光.

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