Question

（2011?天水）在“測定小燈泡的額定功率”的實驗中，電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω，可供選用的滑動變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10Ω和50Ω，圖是該實驗的電路圖．
（1）應該選用的滑動變阻器是

R₂

（填“R₁”或“R₂”）；
（2）閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表有示數，電壓表無示數．發生故障的原因可能是

B

．
A．燈泡斷路     B．燈泡短路      （C）滑動變阻器斷路        D．滑動變阻器短路

（3）圖是根據實驗數據繪成的U一I圖象，根據圖象提供的信息可計算出小燈泡的額定功率為

0.5

W；當滑動變阻器的滑片向左移動時，小燈泡的電阻將變

大

．
（4）有一組同學在連線時，不小心將線接錯了，閉合開關后，移動滑動變阻器滑片P，發現電流表示變大時，電壓表示數卻變小，產生這種現象的原因是

電壓表并聯在滑動變阻器兩端

．
（5）還有一組同學沒有使用電壓表，而是利用兩只電流表和一個阻值已知的電阻R₀，其它元件與前面相同，仍然完成了實驗．請畫出該組同學實驗的電路圖．

Answer 1

分析：（1）知道燈泡額定電壓和電阻，求出燈泡額定電流．
滑動變阻器與燈泡串聯．根據測量電路電壓特點，求出燈泡正常工作時，滑動變阻器的電壓，求出滑動變阻器的電阻．
（2）燈泡不亮，燈泡斷路或短路；電流表有示數，說明電路不存在斷路；電壓表無示數，電壓表斷路或與它并聯的電路短路，綜合分析可得出結論．
（3）根據圖象獲得燈泡電壓為2.5V時的電流，根據P=UI，計算額定功率．
滑片左移，滑動變阻器接入電路的長度變短，電阻變小，電路總電阻變小，電路電流增大，燈泡電壓增大，溫度升高，燈絲電阻增大．
（4）電流表示數變大，電路中電阻變小，其它電路元件不變，滑動變阻器電阻變小；電壓表示數變小，說明與電壓表并聯在滑動變阻器兩端．
（5）把定值電阻與燈泡并聯，定值電阻與其中一個電流表組合成一個電壓表測電壓，另一個電流表測電流，進行實驗．

解答：解：（1）電源電壓U=6V，燈泡正常工作時，燈泡額定電壓U_燈=2.5V，與燈串聯的滑動變阻器分壓U_滑=6V-2.5V=3.5V，
燈泡電阻約R_燈=10Ω，電路電流I=

U燈

R燈

=

2.5V

10Ω

=0.25A，滑動變阻器電阻R_滑=

U滑

I

=

3.5V

0.25A

=14Ω，
滑動變阻器應選R₂．
（2）燈泡不亮，燈泡斷路或短路；電流表有示數，說明電路不存在斷路；電壓表無示數，電壓表斷路或與它并聯的電路短路，綜合分析知燈泡故障原因是：B燈泡短路．
（3）由圖象知：燈泡電壓為額定電壓U=2.5V，電路電流I=0.2A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
滑片左移，滑動變阻器接入電路的長度變短，電阻變小，電路總電阻變小，電路電流增大，燈泡電壓增大，溫度升高，燈絲電阻變大．
（4）連線時，不小心將線接錯了，閉合開關后，移動滑動變阻器滑片P，電流表示數變大，電路中電阻變小，滑動變阻器電阻變小；電壓表示數變小，說明與電壓表并聯在滑動變阻器兩端．
（5）把定值電阻與燈泡并聯，定值電阻與其中一個電流表組合成一個電壓表測電壓，另一個電流表測電流，進行實驗，電路圖如圖所示．
故答案為：（1）R₂；（2）B； （3）0.5； 大；（4）電壓表并聯在滑動變阻器兩端．（5）電路如圖所示．

點評：本題考查了滑動變阻器規格的選擇：選擇滑動變阻器要考慮滑動變阻器的電阻和電流，滑動變阻器的電阻在電路是否夠用，但又不能太大；滑動變阻器允許通過的電流大于電路最大電流．