為了探究小燈泡亮度與實際功率的關係，學校物理興趣小組設計瞭如圖*所示的實驗電路，小燈泡標有“2.5V”字樣，電...

問題詳情：

為了探究小燈泡亮度與實際功率的關係，學校物理興趣小組設計瞭如圖*所示的實驗電路，小燈泡標有“2.5V”字樣，電阻約為10Ω，電源電壓6V保持不變，可供選用的滑動變阻器有“10Ω  1A”的R1 和“20Ω  1A”的R2，

(1)為了完成實驗，你認為應該選用的滑動變阻器是_____；（選填“R1”或“R2”）

(2)請用筆劃線代替導線將實驗電路補充完整（要求：滑動變阻器滑片向左移動時，燈泡變亮）；（__________________）

(3)電路正確連接後，閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表指針明顯偏轉， 你認為造成這一現象的原因可能是_____（選填數字編號）；

①電流表斷路        ②小燈泡短路    ③小燈泡燈絲斷了    ④滑動變阻器短路

(4)排除故障後，當滑動變阻器的滑片移到某一位置時，某同學從電壓表“0~15V”量程的刻度線看出指針停在1V處，若要測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片向_____移（選填“左”或“右”）直到小燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖乙所示為_____A，則小燈泡的額定功率是_____W；

(5)根據收集到的實驗數據，同學們得出了燈泡亮度與實際功率的關係。在分析論*過程中，小明發現小燈泡在不同亮度下，它兩端的電壓與電流的比值不一樣，他根據多組實驗數據描繪出的I-U圖象如圖*所示，主要原因是：燈絲電阻隨温度而變化，若小燈泡的額定功率P0，與某次工作時的實際功率P1滿足P0=4P1，則以下關於額定電壓U0與實際電壓U1的數值關係，你認為最有可能的是_____。

A．U0=1.5U1 B．U0=2U1    C．U0=3U1    D．U0=4U1

【回答】

R2        ③    左    0.26    0.65    C   

【詳解】

(1)1由於電源電壓為6V，當燈泡正常發光時電壓為2.5V，燈泡和滑動變阻器是串聯，滑動變阻器兩端電壓為

根據串聯分壓與電阻成正比，當燈泡正常發光時，滑動變阻器電阻大約需要為

故為了完成實驗，應該選用的滑動變阻器是R2。

(2)2滑動變阻器滑片向左移動時，燈泡變亮，滑動變阻器阻值變小，根據滑動變阻器接線柱要“一上一下”連接，故下面的接線柱應該連接左邊的接線柱，滑動變阻器只有與燈泡串聯才能改變燈泡的電壓，改變燈泡的亮度，故燈泡左下接線柱應該與燈泡右邊的接線柱相連接，如圖所示。

(3)3①電流表斷路，整個電路斷路，電壓表指針不會有偏轉，故①不符合題意；

②小燈泡短路，電路中電阻變小，電流表示數會變大，故②不符合題意；

③小燈泡燈絲斷了，電壓表測量的是電源電壓，故電壓表指針明顯偏轉，由於燈泡燈絲斷了，燈泡不亮，電壓表電阻非常大，故整個電路電阻非常大，相當於斷路，故電路中電流幾乎為0，電流表無示數，故③符合題意；

④滑動變阻器短路，電路中電阻變小，電路中電流會變大，電流表示數會變大，燈泡會變亮，故④不符合題意。

故選填③。

(4)4當滑動變阻器的滑片移到某一位置時，某同學從電壓表“0~15V”量程的刻度線看出指針停在1V處，若要測量小燈泡的額定功率，需要使燈泡兩端電壓增大到2.5 V，根據串聯分壓與電阻成正比，應將滑動變阻器電阻變小，故將滑動變阻器的滑片向左移，直到小燈泡兩端電壓達到2.5 V，小燈泡正常發光。

5由圖可知，電流表連接的是0~0.6A的量程，分度值為0.02A，電流表的示數為0.26A。

6小燈泡的額定功率為

(5)7小燈泡的額定功率P0與某次工作時的實際功率P1的比值為

由於P0=4P1，額定電壓U0為

由通過燈泡電流和燈泡兩端電壓的圖像可知，通過燈泡電流和燈泡兩端電壓的關係圖像為一曲線，説明燈泡的電阻是變化的，且燈泡電阻隨電壓升高而增大，故R0大於R1，故

小燈泡的額定功率P0與某次工作時的實際功率P1的比值為

由於P0=4P1，若U0=4U1，則I0=I1，由圖像可知不同電壓下的電流是不同的，故U0=4U1是不可能的，故額定電壓U0與實際電壓U1的數值關係最有可能的是U0=3U1，故選填C。

知識點：圖像法

題型：實驗,探究題