Question

【題目】小紅做“測量小燈泡的電功率”的實驗，電源電壓保持不變，實驗器材齊全且完好，小燈泡的額定電流為0.2A，額定電壓值看不清楚。

（1）小紅正確串聯(lián)實驗器材，并將滑片放置于變阻器的一端，然后將電壓表并聯(lián)在電路中。閉合開關(guān)后，兩電表的示數(shù)如圖所示，在移動變阻器的滑片到另一端的過程中，觀察到電流表的示數(shù)逐漸增大，但始終小于0.6A，而電壓表的示數(shù)始終保持不變，則她在連接電路時存在的問題是___________。

（2）思考后小紅重新實驗，她正確連接電路，操作步驟正確，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)兩電表指針所指的刻度仍與圖所示一致。繼續(xù)移動變阻器的滑片，當電流表的示數(shù)為0.2A時，變阻器的滑片恰好位于中點位置，此時小燈泡正常發(fā)光，則小燈泡的額定電壓是________V，額定功率為_______W。

（3）滑動變阻器在該實驗中可以起到保護電路的作用，而且還可以起到________作用。

Answer 1

【答案】 電壓表與電源并聯(lián)（或電壓表并聯(lián)在電源兩端、電壓表接在電源兩端） 2.5 0.5 改變燈泡兩端的電壓（或改變電路中的電流，從而改變燈泡兩端的電壓）

【解析】（1）閉合開關(guān)，電壓表與電流表都有示數(shù)，移動滑動變阻器滑片電流表示數(shù)發(fā)生變化，電路電流變化，如果如果電壓表連接正確，并聯(lián)在待測電阻兩端，則電壓表示數(shù)應(yīng)該變化，而現(xiàn)在電路電流變化，電壓表示數(shù)不變，說明電壓表測的不是待測電阻兩端的電壓，而是測電源電壓，電壓表與電源并聯(lián)（或電壓表測電源電壓、電壓表接在電源兩端）；

（2）思考后小紅重新實驗，她正確連接電路，操作步驟正確，說明電壓表并聯(lián)在燈的兩端，變阻器連入電路中的電阻最大，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)兩電表指針所指的刻度仍與圖所示一致，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，此時電壓表的示數(shù)一定小于（1）中的電壓表示數(shù)，故此時電壓表示數(shù)按小量程讀數(shù)，分度值為0.1V，示數(shù)為U1=1.5V，（1）中電壓表按大量程讀數(shù)（分度值為0.5V），故電源電壓為7.5V；因電路中電阻最大，電路中電流最小，應(yīng)小于（1）中的0.6A，故按電流表小量程讀數(shù)（分度值為0.02A），示數(shù)為I1 =0.12A；根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓：U滑 =U-U1 =7.5V-1.5V=6V，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律結(jié)合歐姆定律，變阻器的最大電阻：R滑 =U滑/I1＝6V/0.12A=50Ω；繼續(xù)移動變阻器的滑片，當電流表的示數(shù)為0.2A時，變阻器的滑片恰好位于中心位置，此時變阻器連入電路中的電阻：R_中 =50Ω/2=25Ω，此時小燈泡正常發(fā)光，電路中的電流為I=0.2A；

由歐姆定律I=U/R，變阻器的電壓：U滑中=R中 I=25Ω×0.2A=5V，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，因此時小燈泡正常發(fā)光，燈的額定電壓：U額定 =U-U滑中 =7.5V-5V=2.5V；燈的額定功率：P額 =U額定 I=2.5V×0.2A=0.5W；

（3）滑動變阻器在該實驗中可以起到保護電路的作用，而且還可以起到：改變燈泡兩端的電壓（或改變電路中的電流，從而改變燈泡兩端的電壓）的作用。