Question

【题目】图甲为测定“小灯泡电功率”的实验电路，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

（1）小明连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是________．

（2）排除故障闭合开关，移动滑片P到某位置，电压表示数（如图乙所示）为________V，则此时灯泡消耗的实际功率________额定功率(选填“大于”、“小于”或“等于”)．

（3）小明继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成I－U图像（图丙），根据图像，可计算出小灯泡的额定功率是________W．

（4）进一步分析图像可知，随着灯泡两端电压的增大，灯丝电阻逐渐增大，造成这一现象的原因可能是________．

（5）小敏将原电路中的小灯泡先后换接阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻，探究“电流与电阻关系”

① 先将5Ω的电阻接入电路，移动变阻器滑片，使电压表示数为2V，此时，电流表的示数为________A．然后换接10Ω的电阻，为了保持电压表示数不变，此时滑动变阻器的滑片应向________（左/右）移动．

② 实验中为了保证接入20Ω的定值电阻时，保持电压表示数不变，则滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω．

Answer 1

【答案】 灯泡断路 2.2 小于 0.5 灯丝的电阻随温度的升高而增大 0.4， 右 25

【解析】（1）连好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，说明在电压表两接线柱之间的电路是断路，所以出现故障的原因可能是灯泡断路；

（2）由图乙可知，电压表量程为0-3V，分度值为0.1V，电压表示数为2.2V，此时

灯泡的电压小于额定电压，故实际功率小于额定功率；

（3）由丙可知，灯泡正常发光时（电压为2.5V），通过灯泡的电流为0.2A，所以灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；

（4）当灯泡中有电流通过时要发热，且电压越大，电流越大，灯泡的实际功率越

大，温度越高，灯丝的电阻就越大；

（5）①5Ω的电阻接入电路，电压表示数为2V，此时电流表的示数为：I=U/R=2V/5Ω=0.4A；将5Ω的电阻换成了10Ω的电阻时，串联电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，滑动变阻器分得的电压变小，电阻分得的电压变大；探究电流和电阻之间关系，必须保持电阻两端的电压不变，即与电阻并联的电压表示数不变，所以应调节滑片向右移动，增大滑动变阻器接入电路的电阻，使电压表的示数仍为2V；

②电源电压为4.5V，定值电阻两端电压为2V，则滑动变阻器分压为4.5V-2V=2.5V，

当接入20Ω电阻时，由串联电路特点知：IR =I滑 ，由欧姆定律有：UR/R=U滑/R滑，即：2V/20Ω=2.5V/R滑，解得：R滑 =25Ω，即变阻器最大阻值应不小于25Ω．