Question

14．在“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω，有兩個(gè)規(guī)格分別為“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器，電源電壓為6V．
（1）本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇規(guī)格為50Ω 2A的滑動(dòng)變阻器；圖甲中已有部分電路連好，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整，使變阻器滑片右移時(shí)燈泡變暗；
（2）小明同學(xué)閉合開(kāi)關(guān)后，無(wú)論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡的亮度很暗且不變，可能的原因是把滑動(dòng)變阻器的下面兩接線柱接入電路（寫出一種）
（3）小紅同學(xué)閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有明顯偏轉(zhuǎn)、電流表無(wú)偏轉(zhuǎn)，原因可能是小燈泡斷路（寫出一種）
（4）小紅同學(xué)排除各種故障后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，進(jìn)行了多次測(cè)量，其中小燈泡正常發(fā)光時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示為0.24A，小燈泡的額定功率為0.6W；
（5）完成實(shí)驗(yàn)后，小紅還想探究“導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻”的關(guān)系，她選用兩個(gè)電阻R₁、R₂（R₁≠R₂），設(shè)計(jì)的電路圖如圖丙所示：小紅分別用電壓表測(cè)出了R₁、R₂兩端的電壓．請(qǐng)你判斷：通過(guò)以上操作，她能探究出“導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻”的關(guān)系嗎？不能（選填“能”或“不能”），你判斷的依據(jù)是：無(wú)法控制R₁、R₂兩端的電壓相同．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)小燈泡的額定電壓及電源電壓計(jì)算所串聯(lián)電阻的最小阻值．根據(jù)串聯(lián)電路的知識(shí)進(jìn)行分析．
在連接電路時(shí)，注意電流表和電壓表的連接方法．電流表串聯(lián)在電路中，電壓表與燈泡并聯(lián)，并注意其量程和正負(fù)接線柱的接法．
（2）要正確連接滑動(dòng)變阻器，若滑動(dòng)變阻器連接上面兩個(gè)接線柱，則滑動(dòng)變阻器的阻值為O，若滑動(dòng)變阻器連接下面兩個(gè)接線柱，則相當(dāng)于接入一個(gè)定值電阻，其阻值等于滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
（3）電流表無(wú)示數(shù)，可能是電流表斷路或電流表之外的電路斷路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；綜合分析可知電路故障為燈泡斷路．
（4）在進(jìn)行電流表的讀數(shù)時(shí)，注意其量程和分度值．將小燈泡的額定電壓和額定電流代入公式P=UI便可計(jì)算出額定電功率．
（5）導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻有關(guān)，在探究電流跟一者之間的關(guān)系時(shí)，需用控制變量法．

解答 解：（1）根據(jù)串分壓的知識(shí)，若滑動(dòng)變阻器的電阻最大為10Ω，與燈泡的電阻相等，則小燈泡兩端的電壓最小為$\frac{1}{2}$×6V=3V，而其額定電壓為2.5V，所以不能選擇“10Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器，應(yīng)選擇“50Ω  2A”的滑動(dòng)變阻器．
將電流表串聯(lián)在電路中，根據(jù)數(shù)據(jù)，應(yīng)選擇0～0.6A的量程；電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，根據(jù)額定電壓，應(yīng)選擇0～3V的量程．如圖所示．

（2）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡的亮度很暗且不變，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器的阻值為定值且很大，所以可能連接下面兩個(gè)接線柱了．
（3）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)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(wú)示數(shù)，原因可能是小燈泡斷路．
（4）由圖乙知，電流表的量程應(yīng)為0～0.6A，分度值為0.02A，所以其示數(shù)為0.24A．
根據(jù)公式P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
（5）要探究電流與電阻的關(guān)系，需使電阻兩端的電壓相同．小紅設(shè)計(jì)的電路是串聯(lián)，通過(guò)兩電阻的電流相等，所以不能得出電流與電阻的關(guān)系．
故答案為：（1）“50Ω  2A”；見(jiàn)上圖．
（2）把滑動(dòng)變阻器的下面兩接線柱接入電路；（3）小燈泡斷路；（4）0.24；0.6；（4）不能；無(wú)法控制R₁、R₂兩端的電壓相同．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量小燈泡的電功率，考查了學(xué)生對(duì)電路的連接及電功率的計(jì)算．同時(shí)考查了學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析．此實(shí)驗(yàn)主要測(cè)量不同電壓下的電功率，并注意觀察小燈泡的亮度與實(shí)際電壓、實(shí)際電功率的關(guān)系，所以要多次測(cè)量，但不能求平均值．