Question

小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右．实验室有如下

小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：R1（20Ω 0.5A）、R2（50Ω 0.5A）、R3（500Ω 1A）．（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是______． 连接电路闭合开关后，发现灯炮不亮，电流表、电压表偏转角度较小，他应______．A、更换小灯泡 B、移动滑动变阻器的滑片（2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙），则小灯泡的额定功率为______W．在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比______．（选填“变大”、“变小”或“不变”）．（3）小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑．灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生______（选填物态变化名称）而变细，消耗的实际功率变______的缘故（选填“大、小）．（4）灯泡的功率测量完毕，小明用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，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象，则小明应选用滑动变阻器______（选填“R1”、“R2”或“R3”）．若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所选定值电阻的阻值为______．

Answer 1

（1）由图乙知电流表指针没有指在零刻度线上，则接下来的操作是将电流表指针调零（或调零）；
闭合开关后，发现灯炮不亮，电流表、电压表偏转角度较小，说明电路中接入电阻太大，电流太小，应移动滑动变阻器的滑片，改变接入电路中的电阻大小；故选B；
（2）①由图象知，在额定电压下，通过灯泡的电流为I=0.25A，所以灯泡的额定功率为P_额=U_额I=2.5V×0.25A=0.625W；
②灯泡亮度随电压的升高而增大，电阻随之增大，所以而电压与电流的比值等于灯丝的阻值，故电压与电流的比值变大；
（3）①灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时温度很高，钨丝由固态直接变为气态发生升华现象而变细；
灯丝变细，电阻增大，在两端电压一定时，由公式P=

U2

R

可知，消耗实际功率变小．
（4）①由图象知，不同阻值的电阻两端电压等于0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=2.5V
假设选择25Ω的定值电阻与滑动变阻器串联，由串联电路的分压原理

U1

U2

=

R1

R2

知，要保持定值电阻两端电压为2.5V不变，滑动变阻器接入电路的电阻为35Ω，所以滑动变阻器选择“50Ω  0.5A”，即R₂．
②滑动变阻器两端电压为U₂=U-U₁=6V-2.5V=3.5V
由串联电路的分压原理

U1

U2

=

R1

R2

得，

2.5V

3.5V

=

R1

14Ω

解得R₁=10Ω，即选择的定值电阻阻值为10Ω，即．
故答案为：（1）将指针调零（或调零）；B；（2）0.625；变大；（3）升华；小；（4）R₂；10Ω．