Question

小明同学在“测量小灯泡电阻”的实验中，设计了如图甲所示的电路图．小灯泡上标有“2.5V”字样（电阻约为10Ω），电源电压为4.5V．请完成下列问题．

（1）请你用笔画线代替导线，将实物甲图连接完整．
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到________（选填“A”或“B”）端．
（3）若连接电路后闭合开关，灯几乎不发光，移动滑动变阻器滑片P也不能改变灯的亮度．原因可能是________．
（4）排除故障后，继续实验，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了如图乙所示的U-I图象．根据U-I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W；当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是________Ω．
（5）小明根据U-I图象中数据计算发现：小灯泡两端电压不同时灯丝的电阻不相等，你认为原因可能是________．

Answer 1

解：
（1）灯泡的额定电压为2.5V，所以电流表的量程为0～3V，且与灯泡并联；灯泡的额定电流大约为=0.25A，所以电流表的量程为0～0.6A，且与灯泡串联，如下图所示：

（2）闭合开关前，保护电路的滑动变阻器的滑片位于最大阻值的A端．
（3）闭合开关，灯几乎不发光→电路电流太小→电路电阻太大，并且移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不改变，滑动变阻器都接下面A、B两个接线柱．
（4）灯泡正常发光时的电压为2.5V，由乙图可知灯泡的额定电流I=0.25A，
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
当加在小灯泡两端的电压U′=1.5V时，通过的电流I′=0.2A，
此时灯泡的电阻R===7.5Ω．
（5）灯丝亮度大时，其温度也高，灯丝电阻会随温度的升高而增大，这便是造成亮度不同时灯丝电阻不同的原因．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）A；
（3）滑动变阻器接了A、B接线柱；
（4）0.625；7.5；
（5）灯丝电阻随温度的升高而增大．
分析：（1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，且与灯泡并联；根据欧姆定律求出灯泡额定电流的大约值据此确定电流表的量程，且与灯泡串联；
（2）为防止电路中电流过大，烧坏电路元件保护电路，闭合开关前滑动变阻器处于最大阻值处；
（3）灯泡L₁几乎不发光，说明电路是通路，但是电流太小，并且移动串联在电路中的滑动变阻器的滑片，灯泡亮度不变，说明电路中的电阻太大，滑动变阻器又不起作用，是滑动变阻器把下面两个接线柱接入电路了；
（4）额定电压下灯泡正常发光，根据图象得出灯泡的额定电流，根据P=UI求出额定功率，再根据图象得出当加在小灯泡两端的电压为1.5V时通过的电流，利用欧姆定律求出小灯泡的电阻；
（5）灯泡灯丝的电阻会随温度的增大而增加，而灯泡亮度大时，此时的温度也是高的．
点评：本题容量很大，涉及到很多知识点，由电路图连接实物图，电压表、电流表量程的选择，连接方式，滑动变阻器接线柱的选择，电路故障的判断，影响电阻大小的因素，欧姆定律等等，综合性较强；要注意一般根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，根据欧姆定律求出灯泡额定电流的大约值确定电流表的量程．