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图象（图丙），根据图象，可计算出小灯泡的额定功率是_______W．

（4）进一步分析图象可知，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，读出此时电流表的示数I1．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，读出此时电流表的示数I2．

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 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03V，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)①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4.5V2V=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：=,即：=,解得：R滑=25Ω，即变阻器最大阻值应不小于25Ω.