Question

一个额定电压是2.5V的小灯泡，其正常工作时电阻约10Ω．小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：
电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为A：“5Ω 1A”，B：“20Ω  0.5A”，C：“1kΩ 1A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为6V）．
（1）小明设计了如图甲所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为______（选填A/B/C）的滑动变阻器．
（2）图乙已连接了部分电路．请你根据图甲所示电路图．用笔画线代替导线，将电路连接完整．

（3）小明正确选择了滑动变阻器，按图26甲的电路图连接好电路，闭合开关，发现灯泡发光较暗，电流表有示数．任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变（示数不为零）且小于2.5V．具体原因是______．
（4）小明排除故障后，继续实验．当电压表的示数为2.5V时．电流表的示数（如图丙所示），小灯泡的额定功率是______W．
（5）小明根据测量灯泡实际功率的多组实验数据，作出了I-U图象，如图所示．结果发现图线不是直线，这表明灯泡的电流与电压______（填“成”或“不成”）正比，这是因为______．

Answer

（1）小灯泡额定电压为2.5V，流过灯泡的电流约为0.3A，则滑动变阻器的分压为3.5V，滑动变阻器的阻值约为灯泡阻值的两倍，为保证电路安全，又方便操作，可选滑动变阻器B．
（2）电压表、电流表连接不完整，用线把电流表串联在电路中，电压表与小灯泡并联，连线时注意电压表量程是3V．
（3）电流表有示数说明电路闭合，未断路；灯泡发光但较暗，移动滑片位置电压表示数不为零且不变，说明滑动变阻器连接错误，选用了A、B接线柱．
（4）由电流表读出电流表示数I，由公式P=UI可求出灯泡的功率．
（5）图象不是直线，说明电压与电流不成正比；这是因为灯丝电阻与温度有关．
【解析】
（1）灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电流约为0.3A．滑动变阻器A阻值太小，不能保证电路安全；滑动变阻器C阻值太大，不方便操作；为保证电路安全，又方便实验操作，应选滑动变阻器B．
（2）把电流表串联接入电路，电压表并联在小灯泡两端，电压表量程为3V，电路图如图所示．
（3））闭合开关电流表有示数，说明电路是闭合的，未断路；灯泡发光但较暗，移动滑片位置电压表示数不为零但不变，说明滑动变阻器连接错误，成了定值电阻，即选用了A、B两接线柱．
（4）小灯泡的额定电压U=2.5V，由图知电流表量程为0.6A，最小分度值是0.02A，由表盘可知电流表示数I=0.30A，则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.30A=0.75W．
（5）小灯泡的I-U图象不是直线，这表明灯泡的电流与电压不成正比，这是因为：灯丝电阻随温度变化而变化．
故答案为：（1）B．（2）电路图如图所示；（3）滑动变阻器选用了A、B两个接线柱；（4）0.75；  （5）不成；灯丝电阻随温度变化而变化．