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：“lkΩ 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，如图丁所示．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______．
（6）利用该电路图______（填“能”或“不能”）探究电流与电压的关系，理由是______．

Answer

（1）求出灯泡正常发光时的电流，由串联电路特点求出此时滑动变阻器两端电压，由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器．
（2）根据灯泡额定电压确定电压表量程，把电流表串联接入电路，电压表与灯泡并联．
（3）滑动变阻器应接一上一下两个接线柱，如果滑动变阻器同时接下面两个接线柱，则滑动变阻器被接成定值电阻，移动滑片电路电阻不变，电压表与电流表示数不变．
（4）由图丙所示电流表确定其量程与分度值，读出电流表示数，由公式P=UI求出灯泡额定功率．
（5）灯泡电阻受温度影响，不是定值，随温度变化而变化．
（6）探究电流与电压的关系，应控制电阻阻值不变，灯泡电阻随温度变化而变化，不是定值，据此分析答题．
【解析】
（1）灯泡正常发光时的电流约为I===0.25A，此时滑动变阻器两端电压为U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V，∵I=，∴滑动变阻器接入电路的阻值为R滑===14Ω＞5Ω，滑动变阻器应选B．
（2）灯泡额定电压是2.5V，电压表应选0～3V量程，电流表串联接入电路，电压表与灯泡并联，电路图如图所示．
（3）滑动变阻器同时接下面两个接线柱时，滑动变阻器被接成定值电阻，闭合开关，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．
（4）由图丙所示电流表可知，电流表量程是0～0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.3A，
灯泡额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（5）灯泡电阻受温度影响，随温度变化而变化，所以灯泡的I-U图象不是直线，灯泡的电流与电压不成正比．
（6）探究电流与电压的关系，应控制电阻阻值不变，灯泡电阻随温度变化而变化，不是定值，因此不能用该电路探究电流与电压的关系．
故答案为：（1）B；（2）电路图如图所示；（3）滑动变阻器同时接下面两个接线柱；（4）0.75；（5）不成；灯泡电阻随温度变化而变化；（6）不能；灯泡电阻随温度变化而变化，不是定值．