Question

6．在测量小灯泡电功率的实验中，实验室所提供的器材有：电源（电压恒为6V），额定电压为2.5V，电阻约为10Ω的小灯泡、电流表、电压表、开关各一个、导线若干、滑动变阻器规格有“10Ω 2A”“50Ω 1.5A”“200Ω 0.5A”三个，实验电路如图甲所示．

（1）为保证能够测出小灯泡的额定功率，应选用滑动变阻器的规格为50Ω 1.5A；
（2）小刚连接的电路如图乙所示，该电路连接存在问题，请在错误的连线上画“×”，并画出正确的连接方式，改正连接后闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到B（填“A”或“B”）端；
（3）实验数据如表所示：

次数	电压表示数U/V	电流表示数I/A
1	1.0	0.20
2	1.5	0.22
3	2.0	0.24
4	2.5

图丙是小灯泡两端电压为2.5V时的电流表示数，由此可知，小灯泡的额定电流为0.26A，小灯泡的额定功率是0.65W；
（4）利用该实验不能（填“能”或“不能”）探究电流与电压的关系，其原因是灯丝的电阻会随温度变化．

Answer 1

分析 （1）已知小灯泡的额定电压，由小灯泡的电阻根据欧姆定律计算出小灯泡的额定电流；再据串联电路有关电流和电压的关系，可以计算出变阻器的最大阻值；
（2）测量小灯泡电功率的实验中，电压表应测灯泡两端电压，由此找到错误并修改电路；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最大值处；
（3）根据丙图读出灯泡正常发光时的电流，由P=UI计算灯泡的额定功率；
（4）探究电流与电压的关系，应保护电阻不变，但小灯泡的电阻随温度的变化而变化，由此分析．

解答 解：
（1）小灯泡的额定电压为2.5V，阻值约为10Ω，即小灯泡的额定电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
此时由于灯泡和变阻器串联，故此时变阻器的电压是：U=6V-2.5V=3.5V；通过变阻器的电流是I=0.25A，
故变阻器的电阻是：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，故变阻器应选择50Ω 1.5A的；
（2）测量小灯泡电功率的实验中，电压表应测灯泡两端电压，由实物图可知，电压表测灯泡与滑动变阻器的总电压，由此修改电路连接如图所示：
；
为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最大值B端；
（3）灯泡正常发光时电压为2.5V，由图丙可知，电流表使用0-0.6A量程，分度值为0.02A，此时灯泡的电流为0.26A，
所以灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
（4）灯丝的电阻随温度的变化而变化，当灯泡两端的电压发生变化时，灯泡的功率发生变化，灯丝的温度就发生变化，而在探究电流与电压的关系的关系时，需控制电阻不变，所以不能利用“测定小灯泡额定功率”的实验装置探究电流与电压的关系．
故答案为：（1）50Ω 1.5A；（2）见上图；B；（3）0.26；0.65；（4）不能；灯丝的电阻会随温度变化．

点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律公式的应用、滑动变阻器的正确使用、电功率的计算及灯丝电阻随温度变化的特点，综合性较强，有一定的难度．