Question

小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率.被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、开关各一个，导线若干、滑动变阻器三只：R₁(20Ω 0.5A)、R₂(50Ω 0.5A)、R₃(500Ω 1A )。

(1)实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是_______________。正确连接电路闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近6V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是________________。

(2)排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙)，则小灯泡的额定功率为________W。在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比___________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)

(3)小明又取了一个规格型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生_____________(选填物态变化名称)而变细，消耗的实际功率变小的缘故。

(4)灯泡的功率测量完毕，小明用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象，则小明应选用滑动变阻器_________(选填“R₁”、“R₂”或“R₃”)。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所选定值电阻的阻值为__________Ω。

Answer

调零 灯泡断路 0.625 变大 升华 R2 10Ω

【解析】

(1)[1]实验前在检查仪器时，发现电流表指针没有指在零刻度线上，所以接下来的操作：应先对电流表调零。

[2]正确连接电路闭合开关后，电压表示数接近6V，电流表示数几乎为0，说明电路是断路，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，故障的原因可能是小灯泡断路。

(2)[3]由丙图中得，小灯泡电压为2.5V时，电流为0.25A，小灯泡额定功率为

P=UI=2.5V×0.25A=0.625W

[4]由丙图中得，当电压表的示数増大时，通过灯泡电流也变大，但电压比电流变化多，所以电压表与电流表的示数之比变大。

(3)[5]灯泡的玻璃内壁变黑灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华而变细，灯丝电阻变大，消耗的实际功率变小的缘故。

(4)[6]由图丁可知，当电阻值为25Ω时，电路中的电流为0.1A，则电阻两端的电压

U=IR=0.1A×25Ω=2.5V

滑动变阻器两端电压为

U滑=U总-U=6V-2.5V=3.5V

滑动变阻器的阻值

[7]若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，滑动变阻器的电流为

滑动变阻器与定值电阻串联，电流相等，所以定值电阻阻值为

所选定值电阻的阻值为10Ω。