Question

小红用如图甲所示的电路测定小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为8Ω． 除小灯泡外，

小红用如图甲所示的电路测定小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为8Ω． 除小灯泡外，实验室提供的器材有：电压为6V的电源，电流表（0～0.6A 0～3A），电压表（0～3V 0～15V），滑动变阻器R1（20Ω 1.5A），滑动变阻器R2（5Ω 1A），开关一个，导线若干．实验前小红经过分析，电流表选用了（0～0.6A）量程．（1）为保证实验的顺利进行，提高实验的准确性，电压表量程应该选______，滑动变阻器应该选______．（2）请按照小红设计的电路图，帮助她用铅笔画线代替导线，把乙图中实物连接图补充完整．（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最______端（选填“左”或“右”）；若连好电路闭合开关瞬间，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针迅速摆过满刻度线，则故障可能是______（写出一种即可）．实验中，由于某种原因，导致电压表的示数变为零，电流表的示数增大，则电路可能出现的故障是______．（4）排除故障后，移动滑片P到某一位置时，发现电压表示数为2.0V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向______（选填“左”或“右”）端移动．（5）经过多次实验收集数据，画出如图所示的U-I图象，计算出小灯泡的额定功率是______W．由图可知，通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比，其原因是：______．

Answer 1

（1））电压表应与灯泡并联，根据额定电压2.5V，应选择0～3V的量程．
滑动变阻器阻值全部接入电路时，滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
∵灯泡正常工作的电流I=

U额

R

=

2.5V

8Ω

=0.3125A，
∴滑动变阻器的最大阻值R_滑=

U滑

I

=

3.5V

0.3125A

=11.2Ω＞5Ω．
∴应选择滑动变阻器R₁．
（2）由于电压表应与灯泡并联，应选择0～3V的量程．电流从电压表和电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出．滑动变阻器已经选定了上面接线柱，任意选择下面左边的一个接线柱串联在电路中．如图．

（3）闭合开关前为了保护电路应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大的位置，即滑动变阻器右端．
若连好电路闭合开关瞬间，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针迅速摆过满刻度线，则故障原因可能是灯泡断路．
实验中，由于某种原因，导致电压表的示数变为零，电流表的示数增大，则电路中的电阻变小，可能的故障是灯泡出现短路．
（4）根据串联电路的电压规律电阻大的分担的电压多可知，要想让灯泡的电压变大，可以让变阻器的电压变小，故应使滑动变阻器的阻值变小即可，所以应将滑动变阻器向左移动．
（5）由图丙知，U=2.5V时，通过灯泡的电流I=0.25A，则
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
由图象可知电压和电流的比值是变化的，即小灯泡灯丝电阻随电压增大而增大，造成灯丝电阻变化的实际原因是灯丝电阻与温度有关，灯丝温度越高，灯丝电阻越大．
故答案为：（1）0～3V；R₁；（2）图略；（3）右；灯泡初开路；灯泡处短路；（4）左；（5）灯丝电阻与温度有关，灯丝温度越高，灯丝电阻越大．