Question

学校实验室新进了一批“2.5V 0.75W”的小灯泡，小明想通过实验探究小灯泡的额定功率是否符合规格。实验员提供了以下器材：待测小灯泡、铭牌为“10Ω 2A”、“50Ω 1A”的滑动变阻器各一个、电流表、电压表、二节1.5V的干电池、开关、导线。

(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路补充完整。______

(2)按图连接实物电路图时，开关S应该________；

(3)正确连接电路后，闭合开关S，小明在实验过程中发现小灯泡两端的电压调节范围小，原因是：______________________；应换用铭牌为______________的滑动变阻器；

(4)小明更换器材后完成实验，应用实验数据作出“U—I”关系图像如图丙所示，由图可得小灯泡实测的额定功率为______W，该小灯泡_________（选填“符合”或“不符合”）制造规格；

(5)由“U—I”关系图像可知，当小灯泡两端的电压为0.5V时，它的电阻是______Ω；进一步分析图像可得小灯泡的电阻随着它两端电压的升高而升高_______（选填“增大”、“减少”或“不变”）。

Answer

断开 滑动变阻器阻值太小 50Ω1A 0.75 符合 5 增大

【解析】

(1)根据电路图连接实物图，求出灯正常工作时的电流大小，确定电流表的量程，把电流表与滑动变阻器串联，将滑动变阻器滑片左边电阻丝连入电路中。

(2)为了保护电路元件，在连接电路时，开关要断开。

(3)根据串联电路电压的特点和分压原理分析找出原因。

(4)先根据图丙读出灯泡两端电压等于额定电压对应的电流，然后利用求出小灯泡的额定功率与灯上标注的额定电压吻合。

(5)根据图丙读出灯泡两端电压为0.5V时对应的电流，利用求出灯泡的电阻；根据欧姆定律分别求出电压逐渐升高时电阻的大小，比较得出结论。

(1)[1]电路图中电流表与滑动变阻器串联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，滑动变阻器与小灯泡右接线柱串联；所以实物图中应把电流表的负接线柱与滑动变阻器的B接线柱相连，滑动变阻器的C接线柱与灯泡的右接线柱相连，如下图所示：

(2)[2]为了防止因电路连接发生短路而造成元件的损坏，所以连接电路时开关应处于断开的状态。

(3)[3]电路连接正确，闭合开关S，小明在实验过程中发现小灯泡两端的电压调节范围小，不是连接问题，只能是元件的选择问题；根据串联电路的特点可知，滑动变阻器阻值太小时，滑动变阻器分得的电压小，使得小灯泡两端的电压调节范围小，所以原因为滑动变阻器的最大阻值太小。

[4]应换用铭牌为“50Ω 1A”的滑动变阻器。

(4)[5]由图像丙可知，当电压为2.5V时，对应的电流值为0.3A，小灯泡实测的额定功率

[6]而器件上所标的规格为“2.5V，0.75W”，所以该灯泡符合制造规格。

(5)[7]由丙图的“U—I”关系图像，知电压为0.5V时，对应电流为0.1A；根据欧姆定律可得，此时小灯泡的阻值

[8]进一步分析，可得电流的增大趋势小于电压增大的趋势，故电阻逐渐增大，故小灯泡的电阻随着它两端电压的升高而升高增大。