Question

9．在“測量小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓是4.5V，小燈泡的額定電壓是2.5V，電阻約為10Ω．
（1）請你用筆畫線代替導線，將甲圖的電路元件連接成實驗電路（要求滑片向右移時燈泡變暗）連線不得交叉）．
（2）小云同學連接最后一根導線時，燈泡立即發(fā)出明亮的光且很快熄滅．經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)連線正確，出現(xiàn)這一故障的原因有兩個操作不當之處：
①連接電路時，開關沒有斷開．
②滑動變阻器阻值為調(diào)至最大．

（3）排除故障后，小云同學閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P到某點，電壓表的示數(shù)如圖乙所示．若她想測量小燈泡的額定功率，應將圖甲中的滑片P向A（選“A”或“B”）端移動，使電壓表示數(shù)為2.5V為止，這時電流表的示數(shù)如圖丙所示，計算出此小燈泡的額定功率是0.8W．
（4）另一組實驗小組在實驗中，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電壓表有示數(shù)接近4.5W，電流表幾乎無示數(shù)，出現(xiàn)這一故障的原因是燈泡斷路了．
（5）如果將圖甲中的小燈泡更換成定值電阻，且電路連接完好，還可以完成的實驗是A．
A．探究電流與電壓關系B．探究電路與電阻關系
C．探究電熱的多少與電流大小的關系D．探究電流做功的多少與電阻大小的關系．

Answer 1

分析 （1）由歐姆定律求出燈正常工作時的電流大小確定電流表量程與燈串聯(lián)；
根據(jù)要求：滑片向右移時燈泡變暗，確定變阻器接線柱的連接方法；
（2）為保護電路，連接電路時，開關要斷開，且滑片置于阻值最大處；
（3）根據(jù)圖乙電壓表小量程讀數(shù)，并與燈的額定電壓比較，燈在額定電壓下正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動的方向；
根據(jù)圖丙電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；
（4）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表幾乎無示數(shù)，電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近4.5V，說明電壓表與電源連通，與電壓表并聯(lián)的燈之外的電路是連通的，則出現(xiàn)這一故障的原因是與電壓表并聯(lián)的燈斷路了；
（5）已知電阻值，電壓表可測電阻兩端的電壓，電流表可測流過電阻的電流，據(jù)此判斷可完成哪個實驗．

解答 解：（1）小燈泡的額定電壓是2.5V，電阻約為10Ω，
燈正常工作時的電流大小I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，電流表選用小量程與燈串聯(lián)；
要求滑片向右移時燈泡變暗，即電流變小，連入電路中電阻變大，應將滑片左邊電阻絲連入電路中，如下所示：

（2）在連接正確的情況下，小云同學連接最后一根導線時，燈泡立即發(fā)出明亮的光且很快熄滅，說明連接電路時，開關沒有斷開；
且電路中的電流過大，將燈損壞，是因為沒有將變阻器連入電路中的電阻最大；
（3）排除故障后，小云同學閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P到某點，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，因電壓表選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為1.8V，因燈在額定電壓下才能正常發(fā)光，應增大燈的電壓，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律就要減小變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，即滑片向A端移動，直到電壓表示數(shù)為2.5V；
圖丙中，電流表選用 小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.32A，小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（4）經(jīng)分析，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電壓表示數(shù)接近4.5V，電流表幾乎無示數(shù)，出現(xiàn)這一故障的原因是：燈泡斷路了；
（5）把小燈泡換成定值電阻后，電阻阻值R一定，由電壓表可測出電阻兩端的電壓U，電流表可測流過電阻的電流，因此利用該電路可完成“探究電流與電壓的關系”關系實驗．選A．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）①連接電路時，開關沒有斷開；②滑動變阻器阻值為調(diào)至最大；（3）A；0.8；（4）燈泡斷路了；（5）A．

點評 本題測量小燈泡電功率，考查電路的連接、注意事項、操作過程、故障的分析，同時還考查了探究電流與電壓關系的實驗，綜合性較強．