Question

19．小雷同學(xué)發(fā)現(xiàn)家用白熾燈在剛開燈的瞬間易燒壞，猜想白熾燈的電阻可能與燈絲的某個因素有關(guān)．于是他找來與白熾燈工作原理相同的小燈泡，按圖乙所示電路進行探究，電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，燈絲電阻約為10Ω．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲的電路按圖乙的電路圖連接完整，使滑片P向右端移動時燈的亮度變亮．
（2）連接電路后閉合開關(guān)，小燈泡閃亮一下就熄滅．檢查發(fā)現(xiàn)小燈泡的燈絲已燒斷．分析原因是閉合開關(guān)時，滑動變阻器連入電路的電阻為最小值，導(dǎo)致電流過大．
（3）斷開開關(guān)，更換燒壞的電路元件，進行正確操作．調(diào)節(jié)滑片使燈泡逐漸變亮，記錄電流表和電壓表的一系列示數(shù)，在圖丁中繪制U-I圖象．當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時，電流表的示數(shù)如圖丙所示，燈泡的額定功率為0.65W．
（4）小雷用一個定值電阻更換小燈泡，進行正確操作．調(diào)節(jié)滑片，記錄電流表和電壓表的一系列示數(shù)，在圖丁中再次繪制U-I圖象．由圖可知：定值電阻的阻值為10Ω．
（5）根據(jù)圖丁中a、b圖線初步判斷，小燈泡的電阻與燈絲的溫度有關(guān)．家用白熾燈在開燈瞬間與步驟（2）其中小燈泡形成過大電流的原因不同．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑片P向右端移動時燈的亮度變亮說明接入電路中的電阻變小，即右下方接線柱必須接入電路中；
（2）為保護電路，閉合開關(guān)之前，滑動變阻器接入電路電阻要最大；
（3）根據(jù)丙圖電流表的量程和分度值讀出示數(shù)，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）通過定值電阻的電流與兩端的電壓成正比，圖線是一次函數(shù)，從圖象中讀出一組電壓和電流值，根據(jù)歐姆定律求出定值電阻的阻值；
（5）導(dǎo)體電阻與溫度有關(guān)，一般說，溫度升高電阻增大．

解答 解：
（1）燈泡的額定電壓為2.5V，則電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯(lián)，滑動變阻器的右下方接線柱與電源的負極相連，如下圖所示：

（2）連接電路后閉合開關(guān)，小燈泡閃亮一下就熄滅，說明電路連接關(guān)系是正確的，小燈泡熄滅燈絲燒斷，
原因是閉合開關(guān)時，滑動變阻器連入電路的電阻為最小值，導(dǎo)致電流過大而形成的；
（3）由圖丙知，電流表選擇的是0～0.6A量程，分度值為0.02A，電流表的示數(shù)為0.26A，
燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
（4）定值電阻的U-I圖象是正比例圖象，圖a是定值電阻的U-I圖象，
當(dāng)定值電阻兩端電壓為1V時，對應(yīng)的電流為0.1A，
則定值電阻的阻值為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
（5）圖線b是燈泡的U-I圖象，是一條曲線，并且電流增大的程度小于電壓，說明其電阻是變化的，并且隨電壓的增大而增大，原因是電壓越高，燈泡的實際功率越大，溫度越高，電阻越大；
家用白熾燈在剛閉合電路的瞬間容易燒壞，原因是剛開始工作時，燈絲溫度較低，電阻較小，通過的電流較大，所以與步驟（2）中小燈泡形成過大電流的原因不同．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）最小值；（3）0.65；（4）10；（5）溫度；不同．

點評 本題以測量小燈泡的額定功率的實驗過程為基礎(chǔ)，分別考查了實物圖的連接、滑動變阻器的使用、電流表的讀數(shù)、電功率的計算以及電阻與溫度的關(guān)系，綜合性較強，有代表性．