Question

（2012?丹徒區(qū)模擬）在測2.5V小燈泡（電阻大約為10Ω左右）額定功率的實驗時小亮連接了如圖甲所示的電路，其中電源電壓為6V．
（1）請用筆畫線將圖中的電路連接完整；
（2）在連接電路時，有甲“10Ω  1A”和乙“20Ω  1A”兩個滑動變阻器可供選擇，則應(yīng)該選擇變阻器

乙

連入電路，才能保證實驗的順利進(jìn)行；
（3）在連接電路時，開關(guān)應(yīng)

斷開

（選填“斷開”或“閉合”），滑片P應(yīng)移到

B

（選填“A”或“B”）處，閉合上開關(guān)之后，小亮發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表均有示數(shù)，但小燈泡不亮，經(jīng)檢查，電路連接無誤，各元器件完好，那么可能的原因是

滑動變阻器連入電路阻值太大，電路中電流較小，燈泡實際功率太小

；
（4）小亮調(diào)節(jié)滑片P的位置，使電壓表的示數(shù)為2.5V，這時電流表的指針如圖所示，其示數(shù)為

0.3

A，則該燈泡的額定功率是

0.75

W．
（5）小亮根據(jù)測量得到的多組實驗數(shù)據(jù)，作出了小燈泡I-U圖象，如右圖所示．結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖線不是直線，小亮很納悶，請你幫助他分析原因．

燈泡的電阻隨溫度的變化而變化

（6）若電壓表的小量程已損壞，在不添加任何器材的情況下，請你在方框內(nèi)畫出能測量小燈泡額定功率的實驗電路圖．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)小燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)；根據(jù)歐姆定律求出額定電流確定電流表的量程，且與燈泡串聯(lián)，注意電表的正負(fù)接線柱；滑動變阻器連接線柱要一上一下串聯(lián)入電路中．
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出小燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的電阻值，即可選擇合適的滑動變阻器．
（3）連接電路時，開關(guān)斷開，滑片移到滑動變阻器移到最大阻值，防止電路中電流過大燒壞電路元件．電壓表、電流表均有示數(shù)，但小燈泡不亮，連接電路時滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值，燈泡兩端的電壓很小，燈泡不能發(fā)光．
（4）根據(jù)電流表量程和分度值讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)公式P=UI可求燈泡的額定功率．
（5）圖象不是直線說明電壓與電流的比值即電阻是變化的，可以從影響電阻大小的因素進(jìn)行分析．
（6）根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，當(dāng)燈泡正常工作時，求出滑動變阻器電壓為6V-2.5V=3.5V，測滑動變阻器電壓，間接得到燈泡的額定電壓．

解答：解：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程選3V，且與燈泡并聯(lián)；燈泡的額定電流約為I=

2.5V

10Ω

=0.25A＜0.6A，故電流表選0.6A的量程，且與燈泡串聯(lián)，注意電表的正負(fù)接線柱；滑動變阻器連接線柱要一上一下串聯(lián)如電路中．電路圖如圖所示．

（2）當(dāng)燈正常發(fā)光時，電路中的電流約為I=0.25A，
滑動變阻器兩端的電壓約為U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
變阻器連入的電阻為R=

U滑

I

=

3.5V

0.25A

=14Ω＞10Ω，
所以滑動變阻器選20Ω  1A．
（3）為保護電路元件，實驗前開關(guān)應(yīng)斷開、滑動變阻器應(yīng)處于最大阻值處B端．
滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，滑片在阻值最大處，此時滑動變阻器兩端的電壓很大，燈泡兩端的電壓很小，所以燈泡不能發(fā)光．
（4）電流表的量程為0.6A，分度值為0.02A，由圖知電流表示數(shù)示數(shù)是0.3A，
該燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（5）由圖象可知電壓和電流的比值是變化的．小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，所以通過小燈泡的電流不與其兩端的電壓成正比．
（6）電源電壓為6V，燈泡和滑動變阻器串聯(lián)在電路中，燈泡正常工作時的電壓為2.5V，則滑動變阻器的電壓為6V-2.5V=3.5V＞3V，
所以用電壓表0～15V量程時，并聯(lián)在滑動變阻器兩端，當(dāng)滑動變阻器的電壓為3.5V時，燈泡正常工作．電路圖如圖．

故答案為：（1）如上圖所示；
（2）乙；
（3）斷開；B；滑動變阻器連入電路阻值太大，電路中電流較小，燈泡實際功率太小；
（4）0.3；0.75；
（5）燈泡的電阻隨溫度的變化而變化；
（6）如上圖所示．

點評：本題考查了探究燈泡額定功率的實驗：實物圖的連接、滑動變阻器的選擇、實驗的注意事項、電路故障的判斷、電功率的計算和實驗電路圖的設(shè)計等，雖然涉及的知識點較多，但都是基本內(nèi)容，所以平時要多注意基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)．