Question

（14分）小明設計了如右圖所示的電路，利用它可完成電學的兩個重要實驗（小燈泡的額定電壓是2.5V，電阻約5Ω，電源電壓用二節干電池組成）

（1）利用這電路圖可完成本學期的兩個重要的測量實驗是：
①           ；實驗原理是：              ；
②           ；實驗原理是：              。
（2）在完成上兩個實驗時，為了使測量更準確，你認為電壓表的量程用     ；電流表的量程用           。
（3） 實驗開始時，變阻器滑片P應放在       處。其目的是           。
（4）實驗電路接好后，合上開關時，一些小組的同學發現了電路故障，主要是有下表列的幾種情況，請你根據現象和檢測結果批出故障的可能原因：

	故障現象	故障原因
①	燈較暗，兩表示數較小，移動變阻器滑片，現象不變
②	燈不亮，電流表有示數，電壓表無示數
③	電流表指針向左邊偏轉
④	調節變阻器，發現燈變亮時，電流表示數增大，電壓表示數減小

（5）小組同學在實驗中共得到下表中的ABC三組數據：

實驗次數	1	2	3
U/N	2.0	2.5	2.8
I/A	0.22	0.25	0.26
R/Ω
P/W

 
①小施同學分析表中實驗數據后，發現還能求得小燈泡的電阻，于是他分別算出了所給的三種情況下小燈泡的電阻并取平均值。你認為小施同學的做法對嗎？請說明理由                  。
②小電燈的額定功率為________Ｗ。

Answer 1

（1）測小燈泡的電阻； R="U/I" ；測小燈泡的電功率； P="UI" ；
（2）0~3V ；   0~ 0.6A ；
（3）b；防止電流過大保護電路 ；
（4）①變阻器同時連接在下面的電阻線兩端； ②電燈短路； ③正負接反； ④電壓表與變阻器并聯；
（5）①不對，隨著電壓增大，燈泡功率增大，燈絲溫度升高，電阻會變大 ②0.625

解析試題分析：（1）從電路圖可以得出，該電路圖可以測小燈泡的電阻和測小燈泡的電功率，其對應原理分別為R=U/I和P=UI；（2）因為電源電壓用二節干電池組成即3V，所以電壓表用小量程即可，燈泡電阻約為5歐，I=U/R=3V/5Ω=0.6A，所以電流表也用小量程；（3）滑動變阻器在電路中有保護電路的作用，在閉合開關前應移到最大阻值處，即b點；（4）①實驗電路接好后，合上開關時，燈較暗，兩表示數較小，移動變阻器滑片，現象不變，可知滑動變阻器起不到作用且電路中的電流小，也就是電路的總電阻大，故障只能是變阻器同時連接在下面的電阻線兩端；②實驗電路接好后，合上開關時，燈不亮，電流表有示數，電壓表無示數，電流表有示數說明電路是通的，電壓表無示數，說明與電壓表并聯的用電器短路或電壓表短路，即電燈短路；③實驗電路接好后，合上開關時，電流表指針向左邊偏轉，說明流過電流表的電流反向，即電流表的正負接線柱接反；④實驗電路接好后，合上開關時，調節變阻器，發現燈變亮時，電流表示數增大，電壓表示數減小，燈變亮時說明電路電流增大，燈泡兩端電壓增大，根據串聯電路分壓原理，燈泡兩端電壓增大，滑動變阻器兩端電壓減小，所以電壓表與滑動變阻器并聯了。（5）①燈泡的電阻隨電壓的增大，功率增大從而導致溫度的升高而增大，所以不能用三次數據求電阻計算平均值； ②小燈泡的額定功率等于額定電壓與額定電流的乘積，小燈泡的額定電壓為2.5V，所以用第二組數據計算得出額定功率為0.625W；
考點：伏安法測電阻；伏安法測電功率；電路故障；