Question

14．小明同學(xué)做測定“小燈泡的額定電功率”實(shí)驗(yàn)時所用器材有：
①電壓為6V的電源
②額定電壓為2.5V的小燈泡（小燈泡的額定功率小于1W）
③滑動變阻器（50Ω  1A）
④電表、開關(guān)和導(dǎo)線若干．
（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖（甲）的電路連接完整．（連線不能交叉）
（2）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，同時，眼睛應(yīng)注視B（選填字母）．
A．小燈泡亮度   B．電壓表示數(shù)
C．電流表示數(shù)   D．滑動變阻器滑片
（3）小明同學(xué)移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表的示數(shù)為2.2V，要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向A端移動（選填“A”或“B”）．
（4）小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖（乙）所示，則小燈泡的額定功率是0.6W．該實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器除了保護(hù)電路外，還有改變燈泡兩端電壓的作用．
（5）繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的過程中，小燈泡發(fā)出耀眼的白光后突然熄滅，此刻他會觀察到電壓表指針C（選填：“A．回到0刻度、B．達(dá)到滿刻度、C．超過滿刻度”中的代表字母）．
（6）小明利又用該電路探究“電流跟電阻的關(guān)系”，他將小燈泡換成定值電阻，保持電壓表示數(shù)始終為如圖（丙）所示，更換不同的定值電阻，并記錄各次電流表的示數(shù)．若其他器材不變，為了能夠完成實(shí)驗(yàn)，更換的電阻阻值不能夠大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）在測量燈泡電功率實(shí)驗(yàn)中，需要電壓表與燈泡并聯(lián)測量兩端電壓；電流表與燈泡串聯(lián)測量電路電流，根據(jù)燈泡額定電壓和電阻阻值確定電流表量程；滑動變阻器與燈泡串聯(lián)調(diào)節(jié)燈泡兩端電壓；
（2）小燈泡兩端的電壓等于額定電壓時，小燈泡才會正常發(fā)光，此時的實(shí)際功率等于額定功率連；
（3）當(dāng)電壓等于燈泡額定電壓燈泡正常發(fā)光，根據(jù)電路圖確定滑片移動方向；
（4）由圖示電流表確定電流表量程與分度值，讀出電流表示數(shù)，由P=UI求出燈泡額定功率；
滑動變阻器在電路中一方面可以保護(hù)電路，另一方面可以改變燈泡兩端電壓．
（5）燈泡發(fā)出耀眼的白光后熄滅，說明兩端電壓超過額定電壓太多，燒斷燈絲出現(xiàn)斷路．
（6）先根據(jù)電壓表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表的示數(shù)；然后根據(jù)串聯(lián)電路的電阻與電壓的關(guān)系，并結(jié)合滑動變阻器的最大阻值解答．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，由P=UI可得，燈泡中的電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A＜0.6A，所以電流表選0～0.6A的量程，且與燈泡串聯(lián)，電壓表電流表連接時注意電流從正接線柱流入負(fù)接線柱流出；滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中．連接如下圖所示：

（2）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，眼睛應(yīng)注視電壓表的示數(shù)，使燈泡兩端電壓等于燈泡額定電壓為止，故選B；
（3）電壓表示數(shù)為2.2V小于燈泡的額定電壓2.5V，要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)向A移動滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值變小，使電壓表示數(shù)增大．
（4）當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V時，燈泡正常發(fā)光；由乙可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.24A，燈泡功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
滑動變阻器在電路中一方面可以保護(hù)電路，另一方面可以改變燈泡兩端電壓；
（5）燈絲因電壓太高燒斷后，電壓表與滑動變阻器、電源串聯(lián)，所以測量電源電壓，因此指針超過滿刻度．
（6）在探究電流跟電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，保持電壓表示數(shù)始終為如圖（丙）所示，即保持電阻兩端的電壓為2V不變，
則根據(jù)串聯(lián)電路的電流相同的特點(diǎn)得：
I_定值=I_滑動，
即：$\frac{{U}_{定值}}{{R}_{定值}}$=$\frac{U-{U}_{定值}}{{R}_{滑}}$，$\frac{2V}{{R}_{定值}}$=$\frac{6V-2V}{{R}_{滑}}$，
則R_定值=$\frac{1}{2}$R_滑，
由于R_滑動≤50Ω，
則R_定值=$\frac{1}{2}$R_滑動≤$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）B；（3）A；（4）0.6；改變燈泡兩端電壓；（5）C；（6）25．

點(diǎn)評 本題考查了連接電路圖、實(shí)驗(yàn)原理、電路故障分析、滑動變阻器作用、滑動變阻器調(diào)節(jié)等問題，是常考問題，一定要掌握；連接電路圖時，注意電表量程的選擇；本題難點(diǎn)是探究電流跟電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，為了保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律得出定值電阻R與滑動變阻器連入電路的電阻阻值關(guān)系．