Question

【题目】小红在“测量小灯泡电功率”实验中，有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为U额=2.5V，灯丝电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1“10Ω，1A”、R2“20Ω，0.5A”和R3“50Ω，0.2A”的滑动变阻器各一个、导线若干．

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整_______________．_____

（2）小红设计了图甲所示的电路，她应选用规格为______的滑动变阻器（选填“R1”、“R2” 或“R3”），该实验中滑动变阻器的作用是_________________．

（3）正确连接电路后，闭合开关，小灯泡因接触不良导致不亮，此时电流表________示数，电压表_________示数（选填“有”或“无”）。

（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片在不同位置，小灯泡U﹣I图象如图乙所示，小灯泡的额定功率为__________________W．

（5）由图乙发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是灯丝____________．

（6）在没有电压表、只有电流表的情况下，小红增加了一只10Ω的定值电阻R并利用原有器材，也测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率．步骤如下：

①按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路；

②闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为______A时，灯泡正常发光；

③断开开关，保持_______不变，将电流表改接在灯泡所在支路中，再闭合开关，读出电流表示数I；

④小灯泡额定功率的表达式为P额=__________．

（7）小红完成“测量小灯泡的电功率”的实验后，继续分别用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系。她依次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω接入电路中，调整滑动变阻器滑片，使电压表的示数不变。得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象，小红控制电压表的示数为___________________V不变。从而得出：电压一定时，_____________________。

Answer 1

【答案】 略 R2 改变电压和保护电路 无 有 0.625 电阻受温度的影响 （或温度越高电阻越大） 0.25 滑动变阻器滑片位置 U额I（或2.5V×I） 2.5 导体中的电流与导体的电阻成反比

【解析】（1）滑动变阻器按“一上一下”接且和灯泡串联，电压表与灯泡并联，因为灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程为0-3V，电路如图所示：

（2）灯的额定电压为2.5V，据欧姆定律知，灯正常发光的时的电流约为I=UL/R=2.5V/10Ω=0.25A，由串联电路电压的规律，变阻器要分去U滑=6V-2.5V=3.5V的电压，滑动变阻器的阻值至少为R滑=U滑/I=3.5V/0.25A=14Ω，根故应选用R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器；变阻器的基本作用是保护电路，因测量小灯泡在不同电压的电功率，所以，本实验中滑动变阻器还有改变灯两端的电压的作用；

（3）小灯泡因接触不良导致不亮，电路是断路，电流表无示数，电压表仍和电源

相连，仍然有示数；

（4）由图3知，当灯电压为2.5V时对应的电流为0.25A，小灯泡的额定功率P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625W；

（5）因灯丝的电阻随温度的变化而变化不是一个定值，所以，由图3发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是灯丝温度；

（6）②小红增加了一只10Ω的定值电阻R，因当电流表示数为I=U/R=2.5V/10Ω=0.25A，R两端的电压一定为2.5V，根据并联电路电压的特点，灯的电压为2.5V，灯一定正常发光，所以，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为0.25A时，灯泡正常发光；

③断开开关，保持变阻器滑片P的位置或变阻器接入电路的阻值不变，将电流表改接在所在灯支路中，此时电路的连接关系没有改变，只是电流表由原来测通过R的电流变为测通过灯的电流I，R与灯两端的电压与变阻器的电压均保持不变，灯仍正常发光，通过灯的电流I即为灯正常发光时的电流大小．所以，断开开关，保持滑动变阻器滑片P的位置（或滑动变阻器接入电路的阻值）不变，将电流表改接在灯泡所在支路中，再闭合开关，读出电流表示数I；

④小灯泡额定功率的表达式为P额=U额I（或2.5V×I）；

（7）由图象知，电阻两端的电压为U=IR=0.5A×5Ω=2.5V；由图象知，在电压一定时，电流与电阻成反比。