Question

图甲为测定“小灯泡电功率”的实验电路，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。

（1）小明连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是_____。

（2）排除故障闭合开关，移动滑片P到某位置，电压表示数（如图乙所示）为_____V，则此时灯泡消耗的实际功率_____额定功率（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）小明继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成I﹣U图象（图丙），根据图象，可计算出小灯泡的额定功率是_____W。

（4）进一步分析图象可知，随着灯泡两端电压的增大，灯丝电阻逐渐增大，造成这一现象的原因可能是_____。

（5）小敏将原电路中的小灯泡先后换接阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻，探究“电流与电阻关系”

①先将5Ω的电阻接入电路，移动变阻器滑片，使电压表示数为2V，此时，电流表的示数为_____A．然后换接10Ω的电阻，为了保持电压表示数不变，此时滑动变阻器的滑片应向_____（左/右）移动。

②实验中为了保证接入20Ω的定值电阻时，保持电压表示数不变，则滑动变阻器的最大阻值应不小于_____Ω。

Answer

（1）灯泡断路（2）2.4，小于（3）0.5（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大；（5）①0.4，右②25

【解析】

电压表有示数，说明与电压表两接线柱连接的电路是通路，小灯泡始终不亮、电流表无示数，说明电路断路，从而判断出故障的可能原因；

根据电压表的量程和分度值，读出示数；由实际电压与额定电压的关系，判断实际功率与额定功率的关系；

在图象上找出灯泡额定电压下的电流，根据P＝UI计算额定功率；

根据R＝UI计算出灯泡在1V、2V、3V时的电阻值，比较电阻与电压的关系，通过分析找出影响电阻大小的因素。

（1）电流表无示数，说明电路断路；灯泡不亮，说明灯泡断路或电压表短路；电压表有示数说明电压表正常，所以电路故障是灯泡断路；（2）图乙中电压表接的是0～3V量程，分度值为0.1V，其示数为2.2V；此时的实际电压小于其额定电压，所以此时的实际功率小于其额定功率；（3）从图丙中可以读出，小灯泡的额定电压为2.5V时的电流为0.2A，所以它的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；（4）由图象知随灯泡两端电压的增大，灯泡两端的电压U与流过灯泡的电流I的比值增大，即灯泡的电阻增大；因为灯丝电阻受温度的影响，所以造成这一现象的原因可能是灯丝电阻随温度的变化而变化，温度越高，电阻越大。(5)小明将原电路中的小灯泡先后换接阻值分别为5 Ω、10 Ω和20 Ω的定值电阻，探究“电流与电阻的关系”。先将5 Ω的电阻接入电路，移动变阻器滑片，使电压表示数为2 V，此时，电流表的示数I＝＝0.4A。然后换接10 Ω的电阻，根据串联电路的分压规律可知定值电阻分得的电压增大，为了保持电压表示数不变，此时应增大滑动变阻器连入电路的电阻，即将滑片应向右移动。②接入20 Ω的定值电阻时，电压表示数为2V不变，则滑动变阻器两端的电压为4.5V-2V＝2.5V,根据串联电路的分压规律可得：解得滑动变R滑＝25Ω，滑动变阻器的最大阻值应不小于25Ω。