Question

20．在測“2.5V”小燈泡（電阻大約為10Ω左右）額定功率的實驗時，小周連接如圖甲所示的電路，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A（選填“A”或“B”）處，閉合上開關(guān)之后，小明發(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�。疄榱四苁剐�燈泡發(fā)光，下一步進行的操作是向右調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片．
（4）小周同學(xué)閉合開關(guān)，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，為2.2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動，在多次測量中，小周還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時，電壓表與電流表的示數(shù)之比變大（選填“變大”“變小”“不變”），這是因為燈絲電阻受溫度影響引起的．
（5）小周同學(xué)移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W．

Answer 1

分析 （1）由燈泡的額定電壓和阻值，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$計算燈泡正常發(fā)光時的電流，選擇電流表合適量程，從而完成電路的連接；
（2）由燈泡正常發(fā)光的電壓和電流，根據(jù)串聯(lián)電路特點計算出此時滑動變阻器連入阻值從而確定滑動變阻器規(guī)格；
（3）電路連接中為保護電路，開關(guān)應(yīng)斷開，變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到最大值處；
燈泡短路或電路斷路或燈泡實際功率太小都可導(dǎo)致燈泡不亮，根據(jù)電路現(xiàn)象分析電路故障原因．從而確定下一步操作；
（4）由圖示電壓表確定電壓表量程與分度值，讀出電壓表示數(shù)；根據(jù)電壓表示數(shù)與燈泡額定電壓間的關(guān)系確定滑片的移動方向．
電壓表與電流表的示數(shù)之比為燈泡電阻，根據(jù)燈絲電阻與溫度關(guān)系分析原因；
（5）由圖象讀出燈泡電壓為2.5V時對應(yīng)通過燈泡的電流，根據(jù)P=UI計算額定功率．

解答 解：
（1）由題燈泡的額定電壓2.5V，小燈泡電阻大約為10Ω左右，所以燈泡正常發(fā)光時的電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，為了使測量更精確，電流表應(yīng)使用0-0.6A量程，由此電路連接如圖：
；
（2）燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端電壓：U_R=U-U_額=6V-2.5V=3.5V，
所以此時滑動變阻器連入阻值R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，所以應(yīng)選擇“20Ω 1A”滑動變阻器；
（3）為了避免電路連接短路或電路中電阻太小造成電流過大損壞元件，在連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，滑片P應(yīng)移至最大值A(chǔ)端；
燈泡短路或電路斷路或燈泡實際功率太小都可導(dǎo)致燈泡不發(fā)光；閉合開關(guān)，電流表有示數(shù)，說明電路不存在斷路；電壓表也有示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的燈泡沒有發(fā)生短路；則燈泡不發(fā)光的原因是：燈泡實際功率太小，不足以讓燈泡發(fā)光，可能是由于滑動變阻器接入電路的阻值太大造成的，所以下一步操作是：向右調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片；
（4）由圖乙所示電壓表可知，其量程為0～3V，分度值為0.1V，電壓表示數(shù)為2.2V，小于燈泡額定電壓，要測燈泡額定功率，由電路圖可知，應(yīng)向B端移動滑動變阻器滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，減小滑動變阻器分壓，增大燈泡兩端電壓，使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓；
電壓表測燈泡兩端電壓，電流表測其電流，根據(jù)歐姆定律可知：電壓表與電流表的示數(shù)之比為燈泡電阻，根據(jù)P=UI可知隨著燈泡兩端電壓和電流增大，燈泡的實際功率變大，溫度升高，電阻變大，是因為燈絲電阻受溫度的影響；
（5）由圖象可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V正常發(fā)光時，通過燈泡的電流為0.2A，所以燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：（1）見上圖；（2）乙；（3）斷開；A；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；向右調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片；（4）2.2；B；變大；溫度；（5）0.5．

點評 本題考查了連接實物電路圖、電路故障分析、電壓表讀數(shù)、滑動變阻器的調(diào)節(jié)、求燈泡實際功率等問題；連接電路圖時要注意電表量程的選擇；對電表讀數(shù)時，要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．這都是常考的問題，需要掌握好．