Question

小亮同學(xué)做測定“小燈泡的額定電功率”實驗時所用器材有電壓為6V的電源、額定電壓為2.5V的小燈泡（小燈泡的額定功率小于1W）、滑動變阻器（50Ω1A）、以及符合實驗要求的電表、開關(guān)和導(dǎo)線．如圖（甲）是小亮同學(xué)沒有連接完整的電路．

（1）本實驗的實驗原理是______
（2）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖（甲）所示的電路連接完整．
（3）小亮同學(xué)連好電路后閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障可能是______（寫出一種即可）．
（4）小亮同學(xué)排除故障后閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，同時，眼睛應(yīng)注視______（選填序號）．
A．小燈泡亮度           B．電壓表示數(shù)
C．電流表示數(shù)           D．滑動變阻器滑片
（5）小亮同學(xué)移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表的示數(shù)為2.2V，要測量小燈泡的額定功率時，應(yīng)將滑片P向______端移動（選填“A”或“B“）．當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖（乙）所示，則小燈泡的額定功率是______W，此時小燈泡的電阻是______Ω．該實驗中滑動變阻器除了保護電路外，還有______的作用．
（6）小亮利用該電路探究電流跟電阻的關(guān)系，他將小燈泡換成多個定值電阻R，保持電壓表示數(shù)始終為如圖（丙）所示，多次更換阻值不同的定值電阻R，并記錄各次電流表的示數(shù)，若不更換其他器材，為了能夠完成實驗，更換的電阻阻值不能夠大于______Ω．

Answer 1

【答案】分析：（1）伏安法測燈泡電功率的原理是：電功率公式P=UI．
（2）根據(jù)燈泡額定電壓和額定功率確定電流表的量程，將電流表串聯(lián)在燈泡兩端．
（3）閉合開關(guān)，燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡短路或燈泡之外電路斷路造成的；電流表示數(shù)為零，說明電路存在斷路；電壓表示數(shù)接近3V，接近電源電壓，說明電壓表與電源兩端相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；取下燈泡，電路斷路，兩表示數(shù)不變，綜合分析可知，電路故障原因是燈泡斷路造成的．
（4）電壓表示數(shù)小于燈泡額定電壓，為使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，增大燈泡電壓．
（5）故障排除后，閉合開關(guān)時，滑動變阻器連入電路的阻值最大，燈泡兩端電壓是處于最小值，所以要提高燈泡兩端的電壓，需要減小電路電阻，減小滑動變阻器的電阻；根據(jù)電路圖確定滑片的移動方向；
由圖示電流表確定電流表的量程與分度值，讀出電流表的示數(shù)，燈泡在額定電壓下的功率為額定功率，由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率，根據(jù)R=求燈泡的阻值．
滑動變阻器在電路中一方面可以保護電路，另一方面可以改變燈泡兩端電壓．
（6）在探究電流跟電阻的關(guān)系的實驗中，因為保持電阻兩端的電壓為2V不變，則根據(jù)串聯(lián)電路的電阻與電壓的關(guān)系，即可結(jié)合滑動變阻器的最大阻值解答．
解答：解：（1）該實驗的實驗原理是P=UI．
（2）燈泡額定電壓是2.5V，額定功率約1W，則燈泡正常工作時電流約為：I===0.4A，所以電流表應(yīng)選0～0.6A量程，電流表與燈泡串聯(lián)，電路圖如圖所示：

（3）燈泡不亮，可能是燈泡斷路，或燈泡短路，或燈泡之外電路斷路造成的；
電流表無示數(shù)，說明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連接相連，
電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，綜合分析可知，小燈泡開路．
（4）閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)小于燈泡額定電壓，為了是燈泡兩端的電壓達到額定電壓值，則移動滑動變阻器滑片P，同時，眼睛應(yīng)注視電壓表的示數(shù)．使燈泡兩端電壓等于燈泡額定電壓為止．
（5）故障排除后，閉合開關(guān)時，滑動變阻器連入電路的阻值最大，燈泡兩端電壓是處于最小值，所以要提高燈泡兩端的電壓，需要減小電路電阻，即應(yīng)將滑片P向B端移動；
由圖示電流表可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.2A，
燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
燈泡的阻值為R===12.5Ω．
滑動變阻器在電路中一方面可以保護電路，另一方面可以改變燈泡兩端電壓，
（6）在探究電流跟電阻的關(guān)系的實驗中，保持電壓表示數(shù)始終為如圖（丙）所示，即保持電阻兩端的電壓為2V不變，
則根據(jù)串聯(lián)電路的電流相同的特點得：
I_定值=I_滑動，即：=
代入數(shù)據(jù)得：=
∴R_定值=R_滑動，
∵R_滑動≤50Ω，
∴R_定值=R_滑動≤×50Ω=25Ω．
故答案為：（1）P=UI；（2）圖略；（3）小燈泡開路；（4）B；（5）B；0.5；12.5；改變小燈泡兩端的電壓；（6）25．
點評：本題考查了連接電路圖、作出實驗電路圖、實驗原理、電路故障分析、滑動變阻器作用、滑動變阻器調(diào)節(jié)等問題，是常考問題，一定要掌握；連接電路圖時，注意電表量程的選擇；本題難點是探究電流跟電阻關(guān)系的實驗中，為了保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律得出定值電阻R與滑動變阻器連入電路的電阻阻值關(guān)系．