Question

【題目】圖甲為測定“小燈泡電功率”的實驗電路，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．
（1）小明連接好電路后，閉合開關，移動滑片，發現小燈泡始終不亮，且電壓表有示數，電流表無示數，則故障原因可能是 ．
（2）排除故障閉合開關，移動滑片P到某位置，電壓表示數（如圖乙所示）為V，則此時燈泡消耗的實際功率額定功率（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）小明繼續移動滑動變阻器的滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成I﹣U圖象（圖丙），根據圖象，可計算出小燈泡的額定功率是W．
（4）進一步分析圖象可知，隨著燈泡兩端電壓的增大，燈絲電阻逐漸增大，造成這一現象的原因可能是 ．
（5）小敏將原電路中的小燈泡先后換接阻值分別為5Ω、10Ω和20Ω的定值電阻，探究“電流與電阻關系” ①先將5Ω的電阻接入電路，移動變阻器滑片，使電壓表示數為2V，此時，電流表的示數為A．然后換接10Ω的電阻，為了保持電壓表示數不變，此時滑動變阻器的滑片應向（左/右）移動．
②實驗中為了保證接入20Ω的定值電阻時，保持電壓表示數不變，則滑動變阻器的最大阻值應不小于Ω．

Answer 1

【答案】
（1）燈泡斷路
（2）2.2；小于
（3）0.5
（4）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大
（5）0.4；右；25
【解析】解：（1）連好電路，閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表無示數，但電壓表有示數，說明在電壓表兩接線柱之間的電路是斷路，所以出現故障的原因可能是燈泡斷路．（2）由圖乙可知，電壓表量程為0﹣3V，分度值為0.1V，電壓表示數為2.2V，此時燈泡的電壓小于額定電壓，故實際功率小于額定功率；（3）由丙可知，燈泡正常發光時（電壓為2.5V），通過燈泡的電流為0.2A，所以燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；（4）當燈泡中有電流通過時要發熱，且電壓越大，電流越大，燈泡的實際功率越大，溫度越高，燈絲的電阻就越大；（5）①5Ω的電阻接入電路，電壓表示數為2V，此時電流表的示數為：I= = =0.4A；將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時，串聯電路的總電阻變大，根據歐姆定律可知電路中電流變小，滑動變阻器分得的電壓變小，電阻分得的電壓變大； 探究電流和電阻之間關系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯的電壓表示數不變，所以應調節滑片向右移動，增大滑動變阻器接入電路的電阻，使電壓表的示數仍為2V；②電源電壓為4.5V，定值電阻兩端電壓為2V，則滑動變阻器分壓為4.5V﹣2V=2.5V，
當接入20Ω電阻時，由串聯電路特點知：IR=I滑 ，
由歐姆定律有： = ，即： = ，解得：R滑=25Ω，即變阻器最大阻值應不小于25Ω．
所以答案是：（1）燈泡斷路；（2）2.2；小于；（3）0.5；（4）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（5）①0.4；右；②25．