Question

13．一個額定電壓是2.5V的小燈泡，正常工作時的電阻約為8Ω．薛鵬同學(xué)想測量它的額定功率．實驗室有如下器材：電源（電壓恒為6V）、電流表、電壓表、開關(guān)各1個、規(guī)格分別為“10Ω  1A”和“50Ω  0.5A”的滑動變阻器2個，導(dǎo)線若干．

（1）薛鵬設(shè)計了圖甲所示電路，他應(yīng)選用規(guī)格為50Ω 0.5A的滑動變阻器．
（2）圖乙是薛鵬根據(jù)電路圖連接的實物圖，閉合開關(guān)前，經(jīng)檢查是有一根導(dǎo)線連接錯誤，請你在圖乙中連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補畫出正確的連線．
（3）薛鵬同學(xué)正確連線后繼續(xù)進行實驗．當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖丙所示為0.32A，小燈泡的額定功率是0.8W．
（4）薛鵬同學(xué)根據(jù)測量燈泡實際功率的多組實驗數(shù)據(jù)，作出了I-U圖象，如圖丁所示．結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖線不是直線，這表明燈泡的電流與電壓不成（填“成”或“不成”）正比，這是因為燈泡電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）由歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電流，由串聯(lián)電路特點求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，然后由歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值，根據(jù)該阻值選擇滑動變阻器；
（2）滑動變阻器串聯(lián)在電路中，開關(guān)控制整個電路，電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡兩端；
（3）根據(jù)圖象確定當(dāng)電壓為2.5V時的電流，根據(jù)公式P=UI計算出額定電功率；
（4）根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大的特點，分析圖象不是直線的原因．

解答 解：
（1）燈泡正常發(fā)光時，通過的電流約是I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$≈0.3A，
此時滑動變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器接入電路的電阻R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.3A}$≈11.7Ω＞10Ω，所以應(yīng)選擇“50Ω 0.5A”的滑動變阻器；
（2）由圖知，電壓表與燈泡串聯(lián)，而滑動變阻器與燈泡并聯(lián)了，應(yīng)將滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，將電壓表與燈泡串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；如下圖所示：

（3）由圖丙知，當(dāng)U=2.5V時，電流表的示數(shù)為0.32A，則燈泡額定功率為：P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（4）由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，所以燈泡的電流與電壓不成正比，電流、電壓圖象不是一條直線．
故答案為：（1）“50Ω 0.5A”；
（2）如圖所示；
（3）0.32；0.8；
（4）不成；燈泡電阻隨溫度的升高而增大．

點評 本題考查了滑動變阻器的選擇、實物電路的連接、電流表的讀數(shù)、求燈泡功率等問題；對電表讀數(shù)時一定要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．