Question

6．小華學了電學知識后，設計了如圖14（a）所示的電路，想要測量額定電壓為2.5V小燈泡的I與U的關系，小華找來了實驗器材并連接了部分實物電路如圖（b），其中電源用的是2節(jié)干電池，滑動變阻器的銘牌標有“50Ω1A”，他所測得的數(shù)據(jù)如表所示：

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6
U/V	0.20	0.80	1.40	2.00	2.50	2.90
I/A	0.02	0.08	0.14	0.18	0.20	0.22

（1）請你用筆畫線代替導線，按照（a）圖所示電路，幫小華將（b）圖中缺少的兩根導線補充連接完整．

（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移到B端（選填“A”或“B”）；
（3）連接好電路后，閉合開關，無論怎樣移動滑片，小燈泡始終不發(fā)光，電壓表示數(shù)始終為0，電流表示數(shù)有變化，則出現(xiàn)故障的原因可能是燈泡L短路．
（4）排除故障后，當移動滑片P到某位置時，電壓表示數(shù)如圖（c）所示；若要測量小燈泡的額定功率，此時應在此位置基礎上將滑片P向B（選填“A”或“B”）移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V，實驗所測數(shù)據(jù)如題中表格所示，則小燈泡的額定功率是0.5W．
（5）聰明的小豆說，小華的數(shù)據(jù)中有一組是杜撰的，你覺得是哪次實驗數(shù)據(jù)？第1次，理由是I太小，U太小，R太小，達不到．

Answer 1

分析 （1）將電流表和滑動變阻器并聯(lián)在電路中，注意電流表的量程和滑動變阻器的接法；
（2）在閉合開關前，滑片應移至最大阻值處；
（3）電流表有示數(shù)，說明電路為通路，電壓表示數(shù)為零，說明電壓表斷路或被短路；
（4）根據(jù)圖乙讀出電壓表的示數(shù)，若電源高于額定電壓，則需增大變阻器的阻值，使燈泡兩端的電壓等于額定電壓，燈泡正常發(fā)光；根據(jù)圖丙讀出電流表的示數(shù)，由P=UI計算出燈泡的額定功率．
（5）根據(jù)電路中的最大阻值判定．

解答 解：（1）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)知，電流表可選擇0～0.6A的量程，滑動變阻器已接了下面一個接線柱，可再接上面任意一個接線柱，如圖所示：
（2）滑動變阻器接了下面的A接線柱，所以在閉合開關前，應將滑片移至最右端的B處，使其阻值最大；
（3）電流表有示數(shù)，說明電路為通路；電壓表示數(shù)為零，燈泡不亮，說明燈泡被短路；
（4）由圖乙表針位置可知，電壓表選擇0～3V量程，示數(shù)為2.6V，超過了燈泡的額定電壓，要使燈泡正常發(fā)光，應增大變阻器的阻值，將滑片向左適當滑動，使電壓表的示數(shù)等于燈泡的額定電壓2.5V；由表格可知，當電壓為2.5V時，電流為0.2A；所以該燈泡的額定電功率為：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
（5）燈泡正常工作時的電阻約為：R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω，滑動變阻器的最大阻值為50Ω，則電路中的最大電阻為R=12.5Ω+50Ω=62.5Ω，則電路中的最小電流為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{62.5Ω}$≈0.05A，第一組的電流是0.1A，電流太小，無論如何移動滑動變阻器，都調不到這個電流值，故第一組是錯誤的．
故答案為：（1）圖如右：（2）B；（3）燈泡L短路；（4）B；2.5；0.5；（5）1；I太小，U太小，R太小，達不到．

點評 此題考查了實物電路的連接，考查了有關電阻、功率的計算，同時考查了滑動變阻器的使用及電路故障的分析，同時涉及到了串分壓的知識．