Question

【題目】小明和小紅在做“測(cè)量小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中，使用如下器材：電壓恒為6V的電源，額定電壓為2.5V的燈泡，三個(gè)滑動(dòng)變阻器R1（10Ω 1A），R2（50Ω 0.5A），R3（100Ω 0.2A），開關(guān)，導(dǎo)線若干

(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的實(shí)物圖連接完整（要求：滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)燈泡變亮）

（___________）

(2)小明正確連接電路，閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，且電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則故障可能是（_________）

A.燈泡短路 B.燈泡斷路 C.滑動(dòng)變阻器某處斷路 D.滑動(dòng)變阻器某處短路

(3)排除故障后，小明再次閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)小于2.5V，為了測(cè)量燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率，他應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的滑片往______（選填“左”“右”）移動(dòng)，直至電壓表的示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖，由此可知，小燈泡的額定功率為______W.

(4)小明和小紅分別多次實(shí)驗(yàn)（數(shù)據(jù)如下表），并將所測(cè)得小燈泡的電功率求平均值，你認(rèn)為它們的數(shù)據(jù)處理方式（_________）

A、都合理 B、都不合理 C、小明合理，小紅不合理 D、小紅合理，小明不合理

(5)根據(jù)小紅的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，這個(gè)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為______Ω（保留一位小數(shù)），她所使用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)該為___________（選填“R1”“R2”“R3”）

(6)愛思考的小紅將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到某處，分別用10Ω，20Ω，30Ω，40Ω的定值電阻替換原電路中的小燈泡，測(cè)出相應(yīng)的電流，并在電流表盤上標(biāo)上所測(cè)電流對(duì)應(yīng)的電阻值，于是他就將電流表改裝成一個(gè)可以直接讀出電阻阻值的儀表，如圖，小紅改造之后的表盤可能是（__________）

Answer 1

【答案】 A 左 0.75 B 8.3 R2 D

【解析】

（1）滑動(dòng)變阻器應(yīng)與被控制用電器串聯(lián)，根據(jù)滑片移動(dòng)方向燈泡亮度變化確定其接線柱；

（2）電流表有示數(shù)，電路應(yīng)該是通路，再由燈泡不亮，電壓表無示數(shù)分析故障即可；

（3）電壓表的示數(shù)小于燈泡的額定電壓，由串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)確定滑片移動(dòng)的方向；讀出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，由P=UI計(jì)算其額定功率；

（4）燈泡在不同電壓下的電功率不同，求電功率的平均值無意義；

（5）根據(jù)小紅記錄的表格找到燈泡正常發(fā)光的電流，由歐姆定律計(jì)算燈泡電阻，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算此時(shí)變阻器連入的阻值，從而確定其規(guī)格；

（6）由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律分析電路中電流與定值電阻的關(guān)系，從而確定可能的表盤

（1）實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)與燈泡串聯(lián)，從而控制燈泡的亮度，由于要求滑片左移燈泡變亮，即說明滑片左移時(shí)，變阻器連入電路的阻值減小，所以應(yīng)將其左下接線柱接入電路中，如圖：

（2）閉合開關(guān)，若燈泡短路，則燈泡不亮，同時(shí)電壓表也被短路無示數(shù)，但電路仍是通路，所以電流表有示數(shù)，故A符合題意，若燈泡斷路，電壓表被串聯(lián)入電路中，此時(shí)電路電流幾乎是零，則電流表應(yīng)無示數(shù)，而電壓表的示數(shù)應(yīng)接近電源電壓，故B不合題意；若滑動(dòng)變阻器某處斷路，則整個(gè)電路斷路，兩電表都無示數(shù)，故C不符合題意；若滑動(dòng)變阻器某處短路，電路仍為通路，兩電表應(yīng)都有示數(shù)，且燈泡會(huì)非常亮，故D不合題意，故只有A符合題意，即故障可能是燈泡短路；

（3）若電壓表示數(shù)小于2.5V，即燈泡電壓小于燈的額定電壓，所以，要使燈泡正常工作，則應(yīng)使燈泡兩端增大到2.5V，由串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)知道，應(yīng)減小變阻器分得的電壓，即滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻要減小，所以，滑片向左端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V為止；由圖知道，電流表使用的是0-0.6A量程，分度值是0.02A，即燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流是0.3A，所以，燈泡的額定功率是：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；

（4）燈泡的電壓不同，電流不同，功率不同，額定功率一定是燈泡額定電壓下的功率，所以，不能將不同電壓下不同的電功率取平均值，是沒有意義的，故選B。

（5）由表格中小紅記錄的數(shù)據(jù)知道，當(dāng)燈泡電壓為2.5V時(shí)，通過的電流為0.28A，由歐姆定律知道，此時(shí)燈泡電阻是：；此時(shí)變阻器連入的阻值是：，所以使用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)該是R2。

（6）若分別用10Ω，20Ω，30Ω，40Ω的定值電阻替換原電路中的小燈泡，則滑片移動(dòng)到某處，即表示變阻器連入阻值不變，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律知道，電路中電流是：I=，由于電源電壓和變阻器連入阻值一定，所以定值電阻的阻值越大，則對(duì)應(yīng)的電流越小，且電流與定值電阻的阻值不成反比，所以電流表上刻度值改為對(duì)應(yīng)電阻時(shí)，電流示數(shù)越大，對(duì)應(yīng)阻值越小，且電阻值不均勻，故小紅改造之后的表盤應(yīng)是D。