Question

在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5伏，电阻大约为10欧，有两个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑动变阻器，电源电压为6V。

（1）本实验中应选择规格为_____的滑动变阻器；如图甲所示，已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整；

（__________）

（2）闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，灯泡一直不亮，电压表无示数，电流表有示数，若电路中仅有一处故障，这个故障可能是：_____。

（3）排除故障后，移动滑片，获得多组对应的电压、电流值，绘出如图乙的I﹣U图象，则小电灯的额定功率为_____W，I﹣U图象不为直线的原因是_____。

（4）完成实验后，该组同学又找来了几个不同阻值的电阻代替小灯泡维续“探究电压不变时，电流与电阻的关系”，得到的实验数据如下表，该组同学做完第2次实验后，用15Ω的电阻替换10Ω的电阻，请写出接下来他所进行的操作_____。

次数	1	2	3	4
电阻/Ω	5	10	15	20
电流/A	0.6	0.3	0.2	0.15

Answer

“50Ω 2A” 灯泡短路 0.5 灯丝的电阻随温度的升高而增大 将滑动变阻器的滑片P向B端移动，使电压表的示数为3V，完成第三次实验

【解析】

(1)[1]由于串联电路中各处的电流相等，所以灯泡正常发光时，电路中的电流是：

，

滑动变阻器两端的电压是：

U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，

此时滑动变阻器接入电路的阻值为：

，

由于大于滑动变阻器“10Ω 1A”的最大阻值，所以，应选规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器；

[2]将电流表串联在电路中，应选择0～0.6A的量程；电压表应与灯泡并联，根据额定电压，应选择0～3V的量程，电路连接如下图：

(2)[3]闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表有示数，说明电路为通路，故障为短路；电压表无示数，说明电压表被短路，所以，电路故障可能为灯泡短路；

(3)[4]由图象知道，灯泡正常发光的电流为0.2A，所以，小灯泡的额定功率是：

P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；

[5]小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线，说明小灯泡的电阻不是定值，并且灯丝的电阻随电压的增大而升高，原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大；

(4)[6]由表中实验数据知道，电阻两端的电压是：

5Ω×0.6A＝3V

且保持不变；当用15Ω的电阻替换10Ω的电阻，定值电阻两端分得电压增大，为保证定值电阻两端的电压保持不变，由串联电路的分压原理知道，应将滑动变阻器的滑片P向B端移动，使电压表的示数为3V，完成第三次实验。