Question

10．學(xué)校實驗室新進了一批“2.5V 0.5W”的小燈泡，小汪想通過實驗探究小燈泡的額定功率是否符合規(guī)格．器材如下：待測小燈泡、銘牌為“10Ω　 2A”、“50Ω　 1A”的滑動變阻器各一個、電流表、電壓表、二節(jié)1.5V的干電池、開關(guān)、導(dǎo)線．

（1）請根據(jù)圖甲所示的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線把圖乙所示的實物電路補充完整．
（2）正確連接電路后，閉合開關(guān)S，小汪在實驗過程中發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍小，原因是：滑動變阻器阻值太小；應(yīng)換用銘牌為50Ω 1A的滑動變阻器；
（3）小汪更換器材后完成實驗，應(yīng)用實驗數(shù)據(jù)作出“U-I”關(guān)系圖象如圖丙所示，由圖可得小燈泡實測的額定功率為0.5W，由此可以確定該小燈泡是否符合規(guī)定．
（4）“U-I”關(guān)系圖象可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓為1V時，它的電阻是10Ω；進一步分析圖象可得小燈泡在不同電壓先的電阻值，小汪取其平均值得到了小燈泡的電阻約為11Ω，請你對小汪的做法作出評價燈絲的電阻隨溫度的升高而增大增大，取其平均值得到了小燈泡的電阻是不正確的．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實物圖，根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，把電壓表與燈泡并聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（2）電路連接正確，不是連接故障問題，而是器材的規(guī)格問題，從滑動變阻器規(guī)格方面考慮；
（3）先根據(jù)圖丙讀出燈泡兩端電壓等于額定電壓對應(yīng)的電流，然后利用P=UI求出小燈泡的額定功率；
（4）根據(jù)圖丙讀出燈泡兩端電壓為1V時對應(yīng)的電流，利用R=$\frac{U}{I}$求出燈泡的電阻；
燈絲的電阻隨溫度升高而增大．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，則電壓表量程為3V，則把電壓表與燈泡并聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（2）如果其它元件規(guī)格符合要求的情況下，滑動變阻器總阻值太小，根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知，滑動變阻器阻值太小時，滑動變阻器分得的電壓小，使得小燈泡兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍小，應(yīng)換用銘牌為“50Ω  1A”的滑動變阻器；
（3）根據(jù)圖丙可知，燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.2A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W，該小燈泡符合制造規(guī)格；
（4）根據(jù)圖丙可知，燈泡兩端電壓為1V時，通過燈泡的電流為0.1A，
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知燈絲的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，當(dāng)小燈泡電壓增大時，燈絲電阻將增大，所以取其平均值得到了小燈泡的電阻約為11Ω，是不正確的．
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；（3）滑動變阻器阻值太��；50Ω 1A；（4）0.75；符合；（5）10；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大增大，取其平均值得到了小燈泡的電阻是不正確的．

點評 此題是“測量小燈泡功率”的實驗，考查了有關(guān)電路連接的注意事項、歐姆定律和電功率計算公式的應(yīng)用，同時考查了燈絲電阻與溫度的關(guān)系，考查得比較全面．