Question

15．在測定標(biāo)有“2.5V”小燈泡的電功率和電阻的實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)選用了電流表、電壓表、開關(guān)、可以調(diào)節(jié)電壓值的學(xué)生電源、標(biāo)有“30Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器、若干導(dǎo)線等器材并要求按圖1連接起來．

（1）第一實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在連完電路后，發(fā)現(xiàn)其中有一根導(dǎo)線接錯(cuò)了，請(qǐng)你在圖1中錯(cuò)誤的那根導(dǎo)線上打一個(gè)“×”，然后用一根筆畫線代替導(dǎo)線使電路正確．改正電路后，應(yīng)將滑片移到最右端（填“左”或“右”），再閉合開關(guān)完成實(shí)驗(yàn)．
（2）①第二實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中連接好電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)變阻器滑片，小燈泡卻始終不亮，但兩表均有示數(shù)，原因可能是電源電壓太低，燈泡的實(shí)際電功率太�。�
②正確處理好電路后，若某次測量中電壓表如圖2所示，此時(shí)電壓為1.2V，為測得額定功率，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)向左端移動(dòng)（填“左”或“右”），當(dāng)小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖3所示，則此小燈泡的額定功率為0.7W．
③將圖1中的小燈泡更換成一個(gè)定值電阻，可以完成的實(shí)驗(yàn)是A
A．探究電流與電壓關(guān)系
B．探究電流與電阻關(guān)系
C．探究電流的磁場強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系
D．探究電流做功的多少與電阻大小的關(guān)系
④完成③中的實(shí)驗(yàn)后，又換用標(biāo)有“3.8V”的小燈泡實(shí)驗(yàn)，正確操作，閉合開關(guān)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.1A．他們移動(dòng)滑片多次實(shí)驗(yàn)并作出了流過兩元件的部分電流與其兩端的電壓關(guān)系如圖4所示，當(dāng)電壓為2.5V時(shí)，小燈泡的電阻為6.25Ω．學(xué)生電源的電壓選用的是4V．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)將電流表與燈泡串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)；
為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最大阻值處；
（2）①燈泡不發(fā)光，要分別從斷路、短路和實(shí)際功率太小三方面入手，然后根據(jù)電壓表和電流表的示數(shù)情況判斷具體原因；②根據(jù)實(shí)際情況確定電壓表和電流表的量程和分度值，讀出示數(shù)；
若燈泡兩端的電壓低于其額定電壓，若要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)等于電源電壓；
根據(jù)圖3讀出電流值，由P=UI計(jì)算出其額定電功率；
③已知電阻值，電路可測電阻兩端的電壓，流過電阻的電流，據(jù)此判斷可完成哪個(gè)實(shí)驗(yàn)．
④根據(jù)圖線B確定額定電壓下的電流值，由R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出小燈泡電阻值；
剛閉合開關(guān)時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值最大，根據(jù)圖象確定此時(shí)燈泡、定值電阻兩端的電壓，計(jì)算出此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可計(jì)算出電源電壓．

解答 解：（1）由圖知，電壓表串聯(lián)在電路中了，且燈泡與電流表并聯(lián)，改動(dòng)如下所示：

滑動(dòng)變阻器的下面接了左邊的接線柱，為保護(hù)電路，在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最右端，使其阻值最大；
（2）①兩表均有示數(shù)，排除斷路和短路情況，燈泡不亮，可能是因?yàn)殡娫措妷禾�低造成�?br />②燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表選擇0～3V的量程，分度值為0.1V，圖2的示數(shù)為1.2V，小于燈泡的額定電壓2.5V，為使燈泡能夠正常發(fā)光，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的阻值，將滑片向左端滑動(dòng)；
電流表的量程應(yīng)為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.28A，所以燈泡的額定功率為：
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
③A、把小燈泡換成定值電阻后，電阻阻值R不變，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，通過滑動(dòng)變阻器可改變電阻兩端的電壓，因此利用該電路可完成“探究電流與電壓的關(guān)系”關(guān)系實(shí)驗(yàn)；
B、電阻的阻值不能改變，所以不能探究電流與電阻的關(guān)系；
C、實(shí)驗(yàn)中的器材無法判斷磁性強(qiáng)弱的變化，所以該實(shí)驗(yàn)不能完成；
D、實(shí)驗(yàn)中的器材無法判斷電流做功的多少，所以該實(shí)驗(yàn)不能完成；
④圖4圖線A是一條直線，說明電阻值不變，B是一條曲線，說明電阻值發(fā)生變化，因此A是有關(guān)定值電阻的圖象，B是有關(guān)燈泡的圖象；
由圖線B可知，當(dāng)U=2.5V時(shí)，燈泡中的電流值I=0.4A，所以燈泡的電阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω；
閉合開關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值最大，為30Ω，所以兩端電壓：U_滑=IR_滑=0.1A×30Ω=3V；
由圖4知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值最大時(shí)，燈泡兩端的電壓為1V，所以電源電壓為：U=3V+1V=4V．
故答案為：（1）見上圖；右；（2）①電源電壓太低，燈泡的實(shí)際電功率太��；②1.2；左；0.7；③A；④6.25；4．

點(diǎn)評(píng) 本題是測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中考查了實(shí)物電路的連接、電流表、電壓表的讀數(shù)、電功率、電阻的計(jì)算，同時(shí)考查了識(shí)圖能力．考查全面，難度適中．