Question

小红用如图甲所示的电路测定小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为8 Ω。 除小灯泡外，实验室提供的器材有：电压为6 V的电源，电流表（0～0.6A  0～3A）,电压表（0～3V  0～15V）,滑动变阻器R₁（20Ω  1.5A），滑动变阻器R₂（5Ω  1A），开关一个，导线若干。实验前小红经过分析，电流表选用了（0～0.6A）量程。

（1）为保证实验的顺利进行，提高实验的准确性，电压表量程应该选         ，滑动变阻器应该选           。
（2）请按照小红设计的电路图，帮助她用铅笔画线代替导线，把乙图中实物连接图补充完整。

（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最       端（选填“左”或“右”）；若连好电路闭合开关瞬间，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针迅速摆过满刻度线，则故障可能是              （写出一种即可）。实验中，由于某种原因，导致电压表的示数变为零，电流表的示数增大，则电路可能出现的故障是                      。
（4）排除故障后，移动滑片P到某一位置时，发现电压表示数为2.0V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向  　 （选填 “左”或“右”）端移动。
（5）经过多次实验收集数据，画出如图所示的U-I图像，计算出小灯泡的额定功率是_____W 。由图可知，通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比，其原因是：                             。

Answer 1

（1）0—3V；R₁；（2）见下图：

（3）右；灯泡处断路；灯泡处短路；（4）左；（5）0.625；灯丝电阻与温度有关，温度越高，电阻越大

试题分析：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，要测它的额定功率，只需让它在额定电压下发光，所以电压表的量程选0—3V；小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压，，，所以滑动变阻器选择R₁；
（2）滑动变阻器连入电路时，接线柱应一上一下，按电路图应把左下角接线柱接入；由（1）的分析得知电压表选择0—3V量程，所以依电路图顺次连接即可；
（3）开关闭合前，滑片处于阻值最大位置，即最右端；小灯泡不亮，电流表无示数，是断路故障，电压表有示数，说明有电流从电源正极→开关→电压表→电流表→滑动变阻器→电源负极，这一回路都完好，则是小灯泡断路；电压表的示数变为零，电流表的示数增大，可能是小灯泡短路，此时电压表也被短路，所以示数为0，而电路中电阻减小，所以电流增大；
（4）要测小灯泡的额定功率，电压表的示数应增大为2.5V，这时要向左移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值减小，则电路中的电流增大，根据公式，可知小灯泡两端电压增大；
（5）从丙图可以看出，当U=2.5V时，I=0.25A，所以小灯泡的额定功率是；通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比，是因为灯丝的电阻不是定值，它随温度的升高而增大。