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、滑动变阻器两只：R1（20Ω 0.5A）、R2（50Ω0.5A）．（1）在小明所连接的电路中，有两根导线还没有连接好，请你帮他完成电路的连接（要求：滑动变阻器滑片向朽移动，灯泡亮度变亮：其他的导线不要变动，导线不能交叉）．（2）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______．正确连接电路闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近6V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是______．（3）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”）．（4）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升华而变细，消耗的实际功率变______的缘故（选填“大”或“小”）．（5）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”或“R2”）．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______Ω．（6）另一小组在探究电流跟电阻的关系时，却保持了滑动变阻器滑片位置不变，只在R处换接上不同阻值的定值电阻，实验多次得出下面的数据记录表格．经过仔细分析，他有了新的发现：可以将电流表改成直接读出电阻值的欧姆表，请你帮他说出0.1A处应该刻成______Ω． 次数 1 2 3 4 5 电阻R/Ω 5 10 15 20 电流I/A 0.40 0.30 0.24 0.2 0.1

Answer 1

（1）滑动变阻器滑片向朽移动，灯泡亮度变亮：其他的导线不要变动，导线不能交叉，连接实物电路；如图：

（2）①电流表指针没有指在零刻度线上，应先对电流表调零；
②电路正确连接后，闭合开关，移动滑片P，发观灯泡总不亮，且电流表无示数，但电压表示数接近6V，则故障原因可能是灯泡断路；
（3）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，所以电压与电流的比值--电阻是变大的；
（4）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

知，消耗的功率变小，即实际功率减小；
（5）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

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”；
②滑动变阻器两端电压为U₂=U-U₁=6V-2.5V=3.5V
∵

U1

U2

=

R1

R2

，
代入数值得

2.5V

3.5V

=

R1

14Ω

解得R₁=10Ω，即选择的定值电阻阻值为10Ω．
（6）根据电源电压和滑动变阻器的阻值不变，由表格中1、2数据知：
I₁（R_滑+R₁）=I₂（R_滑+R₂）
即0.4A×（R_滑+5Ω）=0.3A×（R_滑+10Ω）
解得R_滑=10Ω
电源电压U=0.4A×（10Ω+5Ω）=6V；
由表格中数据值，I₅=0.1A，则R_总=

U

I5

=

6V

0.1A

=60Ω
则导体的阻值R₅=R_总-R_滑=60Ω-10Ω=50Ω．
故答案为：（1）如上图；
（2）调零；灯泡断路；
（3）0.625；变大；
（4）小；
（5）R₂；10Ω；
（6）50．