Question

16．在“測量小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓恒定為3V，小燈泡額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時的電阻越為10Ω

（1）請將甲圖電路補充完整，要求滑動變阻器的滑片向左滑動時小燈泡變亮．
（2）實驗中所用的電流表在未接入電路時表盤如圖乙所示，在使用它測量前應(yīng)進行的操作是電流表調(diào)零．
（3）開關(guān)閉合后，電流表和電壓表指針偏轉(zhuǎn)都很小，小燈泡幾乎不發(fā)光，其原因可能是滑動變阻器接入電路的阻值太大．
（4）圖丙為小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖象，根據(jù)圖象可計算出小燈泡的額定功率為0.625W，另外發(fā)現(xiàn)I-U圖象并不是直線，這表明通過小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比，其原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（5）在完成該實驗后把小燈泡換成一個定值電阻，還可探究電流與電壓的關(guān)系（選填“電流與電阻”或“電流與電壓”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流的大約值，據(jù)此判斷電流表的量程；將開關(guān)、電流表、滑動變阻器以及燈泡表串聯(lián)在電路中；滑動變阻器的滑片向左滑動時小燈泡變亮，說明此時滑動變阻器接入電路的阻值減小，故將滑動變阻器左下接線柱接入電路；
（2）在檢查儀表時，首先應(yīng)看電表的指針是否指零，若不指零，即需要調(diào)零；
（3）閉合開關(guān)后，電流表和電壓表指針偏轉(zhuǎn)都很小，小燈泡幾乎不發(fā)光，說明電路電阻很大，燈泡兩端電壓太小，導(dǎo)致燈泡實際功率太小，因此從滑動變阻器接入電路的阻值進行分析；
（4）根據(jù)圖象讀出當(dāng)燈泡兩端為額定電壓時通過燈泡的電流，然后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（5）探究電流與電阻的關(guān)系時，需保持電壓不變；探究電流與電壓的關(guān)系數(shù)，需保持電阻不變．

解答 解：（1）已知燈泡的額定電壓為2.5V，因此電壓表的量程選擇0～3V；
燈泡的額定電流約：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，因此電流表的量程選擇0～0.6A；
使開關(guān)、電流表、滑動變阻器以及燈泡串聯(lián)連接，并將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；注意將滑動變阻器的左下接線柱接入電路；如下圖所示：

（2）由圖乙電流表可知，電流表指針沒有指在零刻度線上，在使用前要對電流表指針進行調(diào)零，使指針指在零刻度線上；
（3）連好電路閉合開關(guān)，電流表和電壓表指針偏轉(zhuǎn)都很小，小燈泡幾乎不發(fā)光，說明電路電阻很大，使得燈泡分得的電壓太小，從而導(dǎo)致燈泡的實際功率很小，即幾乎不發(fā)光，因此導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是滑動變阻器接入電路的阻值太大；
（4）根據(jù)圖象可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.25A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，所以小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比；
（5）將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R時，定值電阻的阻值不變，可通過移動滑片的位置改變燈泡兩端電壓，因此可探究電流與電壓的關(guān)系．
故答案為：（2）電流表調(diào)零；（3）滑動變阻器接入電路的阻值太大；（4）0.625；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（5）電流與電壓．

點評 本題考查了實物圖的連接、電表量程的選擇和正確的使用、圖象分析、功率的計算、燈絲電阻與溫度的關(guān)系以及控制變量法的應(yīng)用，知道探究電流與電壓關(guān)系時應(yīng)控制電阻的阻值不變．