Question

倩倩同學(xué)在做“探究小燈泡的亮度與電功率的關(guān)系”實(shí)驗時，觀察到小燈泡上標(biāo)有“2.5V”的字樣，燈的額定功率小于1W 滑動變阻器標(biāo)有“20Ω 1A”字樣，而電源上卻看不到電壓值．
（1）連接電路之前，開關(guān)應(yīng)斷開如圖所示，但電路連接中有一處存在錯誤，請將連接錯誤的導(dǎo)線用“X”標(biāo)出．用筆畫線代替導(dǎo)線正確連入電路．（要求：滑動變阻器右滑時燈泡變亮）
（2）正確連接電路后，按要求操作，閉合開關(guān)時電壓表和電流表示數(shù)如圖乙所示．她很快就計算出電源電壓為______V；　　　　
（3）向______（“左”或“右”）移動滑片，電壓表數(shù)達(dá)______V時，燈正常發(fā)光圖丙是燈泡電流與加在燈兩端電壓的關(guān)系圖，則小燈泡燈的額定功率為______W；　　　　　　　　　　　　　　　　　
（4）繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，小燈泡發(fā)出耀眼的白光后突然熄滅，他會察覺到電壓表指針______；（選填字母：A、回到0刻度 B、達(dá)到滿刻度 C、超過滿刻度）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（5）該探究實(shí)驗中，滑動變阻器除了能保護(hù)電路元件外，主要作用有：______；　　　　　　　　　　　　　　
（6）完成實(shí)驗后，同組的旦旦同學(xué)只改變了電壓表的位置也測出了燈泡的額定功率，如圖丁所示（電源電阻不變），只需改變滑動變阻器的電阻，使電壓表示數(shù)為______V，即可測出燈泡的額定功率．在調(diào)節(jié)滑動變阻器過程中燈泡的功率變化過程是______．

Answer 1

解：（1）由圖知，電壓表和燈泡被短路，應(yīng)將燈泡與滑動變阻器連接的導(dǎo)線變動一下；
滑動變阻器右滑時燈泡變亮，則滑動變阻器的電阻應(yīng)變小，所以下面應(yīng)接右邊的接線柱，如圖所示：
；
（2）閉合開關(guān)時，滑動變阻器的阻值最大，為20Ω；
由圖乙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.2A；
電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為0.5V；
所以U=U_燈+IR_滑=0.5V+0.2A×20Ω=4.5V；
（3）由（2）知，燈泡兩端的電壓太小，應(yīng)減小滑動變阻器的阻值將滑片向右滑動；
當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時燈泡正常發(fā)光；
由圖象知，當(dāng)燈泡兩端的電壓為2.5V時，電流為0.12A，所以：
P=UI=2.5V×0.12A=0.3W；
（4）小燈泡發(fā)出耀眼的白光后突然熄滅，說明燈泡由于兩端電壓過高而燒壞，發(fā)生了斷路，此時燈泡兩端的電壓會等于電源電壓，電壓表超過滿刻度；
（5）該探究實(shí)驗中，滑動變阻器除了能保護(hù)電路元件外，主要作用是改變燈泡兩端的電壓，測量實(shí)際功率；
（6）當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端的電壓為：U_滑=4.5V-2.5V=2V；
滑動變阻器的阻值減小，燈泡的功率變大．
故答案為：（1）如上圖；（2）4.5；（3）右；2.5；0.3W；（4）C；（5）改變燈泡兩端的電壓；（6）燈泡的功率變大．
分析：（1）掌握電路的連接，杜絕短路現(xiàn)象的發(fā)生，要使滑動變阻器右滑時燈泡變亮，則滑動變阻器的阻值應(yīng)變��；
（2）閉合開關(guān)時，滑動變阻器接入電路電阻最大，根據(jù)電流表、電壓表的示數(shù)結(jié)合滑動變阻器的阻值計算出電源電壓；
（3）根據(jù)串分壓的知識，若要增大電阻兩端的電壓，應(yīng)減小滑動變阻器的阻值；
當(dāng)燈泡兩端的電壓等于額定電壓時，燈泡正常發(fā)光；
根據(jù)圖丙確定燈泡正常發(fā)光時的電流值，根據(jù)P=UI計算出額定功率；
（4）掌握斷路的特點(diǎn)，斷路電路中無電流，斷開處的電壓等于電源電壓；
（5）要測不同電壓時的實(shí)際功率，需通過滑動變阻器改變燈泡兩端的電壓；
（6）根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，當(dāng)滑動變阻器兩端的電壓為U-2.5V時，燈泡正常發(fā)光，滑動變阻器的阻值變小，則燈泡兩端的電壓增大，電流增大，燈泡的功率最大．
點(diǎn)評：此題是測量燈泡的額定功率實(shí)驗，考查了實(shí)物電路的連接，電流表、電壓表的讀數(shù)及歐姆定律的應(yīng)用，在確定燈泡的額定功率時，關(guān)鍵是根據(jù)圖象確定額定電壓和電流，其中還涉及到了串分壓的知識及串聯(lián)電路中電壓和電流的關(guān)系．