Question

11．小明在進(jìn)行“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)臺上給他提供的器材有：6V蓄電池、電流表（0～0.6A、0～3A）、電壓表（0～3V、0～15V）、“50Ω、1A”和“10Ω、1.5A”兩種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器，額定電壓為2.5V的小燈泡（正常發(fā)光時(shí)的電阻約為12Ω）、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干．

（1）為順利完成實(shí)驗(yàn)，小明在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用規(guī)格為“50Ω、1A”的滑動(dòng)變阻器．
（2）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，幫小明將圖甲的實(shí)物電路連接完整．（要求：電壓表量程選擇正確，滑片P向A移動(dòng)時(shí)，燈泡變暗）
（3）連接好電路后，閉合開關(guān)，通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，分別記錄了多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制了U-I圖象，如圖乙所示．根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出燈泡的額定功率是0.5W．當(dāng)加在小燈泡兩端的電壓為1.5V時(shí)，燈泡的電阻是10Ω．
（4）小明根據(jù)U-I圖象中數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)：隨著小燈泡兩端電壓的增大，燈絲的電阻變大，你認(rèn)為原因可能是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）已知電源電壓和燈泡的額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，然后利用歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)額定電流的大約值，最后根據(jù)歐姆定律的變形公式求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，從而確定滑動(dòng)變阻器的規(guī)格；
（2）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，并把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；滑片P向A移動(dòng)時(shí)，燈泡變暗，說明滑動(dòng)變阻器將B接線柱接入了電路．
（3）由圖象求出燈泡額定電壓對應(yīng)的電流，由P=UI求出燈泡額定功率；由圖象求出電壓1.5V對應(yīng)的電流，由歐姆定律求出燈泡電阻．
（4）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U_滑=6V-2.5V=3.5V，
燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{12Ω}$≈0.21A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.21A}$≈16.7Ω，因此選擇“50Ω、1A”的滑動(dòng)變阻器；
（2）將滑動(dòng)阻器的B接線柱與開關(guān)開關(guān)右端接線柱，燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表量程選擇0～3V，并將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，如圖所示：

（3）由圖乙所示圖象可知，燈泡額定電壓2.5V對應(yīng)的電流為0.2A，則燈泡額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
由圖象可知，電壓1.5V對應(yīng)的電流為0.15A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，燈絲的電阻：R=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω；
（4）因?yàn)闊襞輧啥穗妷涸酱�，燈泡越亮，燈絲的溫度越高，而燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，因此燈絲的電阻變大．
故答案為：（1）50Ω、1A；（3）0.5；10；（4）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、連接實(shí)物電路圖、求燈泡功率與電阻、燈絲與溫度的關(guān)系，選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)要保證電路安全；連接實(shí)物電路圖時(shí)，要注意電表量程的選擇，注意電表正負(fù)接線柱不要接反．