Question

6．在“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，電源電壓6V，小燈泡L的額定電壓是2.5V，電阻大約l0Ω，可供選用的滑動(dòng)變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10Ω、50Ω，實(shí)驗(yàn)電路如圖13甲所示．
（1）電流表應(yīng)選用量程為0～0.6A，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是R₂（填“R₁”或“R₂”）．
（2）電路正確連接后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，接下來(lái)應(yīng)進(jìn)行的操作是C
A．更換小燈泡                       B．檢查電路是否斷路
C．向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片             D．向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片
（3）如圖乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪成的U-I圖象．根據(jù)圖象提供的信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是12.5Ω．

（4）若繼續(xù)移動(dòng)滑片時(shí)，小燈泡突然熄滅，電流表示數(shù)變?yōu)?，而電壓表有示數(shù)，那么發(fā)生的故障是小燈泡斷路．
（5）排除故障后，有同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)還可以用來(lái)探究“導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系”．你認(rèn)為這種說(shuō)法錯(cuò)誤（選填“正確”或“錯(cuò)誤”），理由是：燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡額定電壓和電阻，根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流即可判斷電流表選擇的量程；
根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)求出燈泡正常工作時(shí)滑動(dòng)變阻器的電壓，
然后根據(jù)歐姆定律的變形公式求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，進(jìn)而判斷應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器；
（2）根據(jù)燈泡的明暗情況和電流表的示數(shù)檢查電路故障，找出故障然所在；
（3）由圖乙可知，當(dāng)燈泡兩端為額定電壓時(shí)對(duì)應(yīng)的電流，根據(jù)P=UI求出小燈泡的額定功率；
根據(jù)歐姆定律的變形公式求出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（4）當(dāng)燈泡電壓超過(guò)額定電壓會(huì)燒壞燈泡，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)電源電壓；
（5）研究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系是應(yīng)控制電阻的阻值不變，燈泡的電阻與溫度有關(guān)．

解答 解：（1）燈泡正常工作時(shí)，燈泡的額定電流：
I=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A＜0.6A，
故電流表應(yīng)選用量程為0～0.6A；
此時(shí)滑動(dòng)變阻器電壓：
U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
由I=$\frac{U}{R}$得，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω＞10Ω，
故應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是R₂．
（2）電流表有示數(shù)，燈泡不亮，首先通過(guò)左移滑片，減小電路電阻，增大電路電流，
來(lái)判斷燈泡短路還是電路電流太小造成的燈泡不亮，故選C．
（3）由乙可知，小燈泡L的額定電壓U_額=2.5V，對(duì)應(yīng)的電流I_額=0.2A，
則小燈泡的額定功率：P_額=U_額I_額=2.5V×0.2A=0.5W；
由I=$\frac{U}{R}$得，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：
R_燈=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω．
（4）繼續(xù)左移滑片，燈泡電壓增大超過(guò)燈泡額定電壓，燒斷燈絲，電路斷路，
電流表示數(shù)為0，電壓表串聯(lián)在電路中，測(cè)電源電壓，示數(shù)為6V．
（5）研究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制電阻的阻值不變，而燈絲電阻隨溫度升高而增大，所以這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的．
故答案為：（1）0～0.6A；R₂；
（2）C；
（3）0.5；12.5；
（4）小燈泡斷路；
（5）錯(cuò)誤；燈絲電阻隨溫度的升高而增大．

點(diǎn)評(píng) 伏安法測(cè)燈泡電阻或功率的實(shí)驗(yàn)中，既考查電壓表、電流表量程的確定方法以及滑動(dòng)變阻器規(guī)格的選擇，同時(shí)還考查歐姆定律、電功率計(jì)算公式的應(yīng)用，注意燈泡只有在額定電壓下才可以正常發(fā)光．