Question

（2012?丹徒區(qū)模擬）在測(cè)2.5V小燈泡（電阻大約為10Ω左右）額定功率的實(shí)驗(yàn)時(shí)小亮連接了如圖甲所示的電路，其中電源電壓為6V．
（1）請(qǐng)用筆畫(huà)線將圖中的電路連接完整；
（2）在連接電路時(shí)，有甲“10Ω  1A”和乙“20Ω  1A”兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇，則應(yīng)該選擇變阻器

乙

連入電路，才能保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行；
（3）在連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)

斷開(kāi)

（選填“斷開(kāi)”或“閉合”），滑片P應(yīng)移到

B

（選填“A”或“B”）處，閉合上開(kāi)關(guān)之后，小亮發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表均有示數(shù)，但小燈泡不亮，經(jīng)檢查，電路連接無(wú)誤，各元器件完好，那么可能的原因是

滑動(dòng)變阻器連入電路阻值太大，電路中電流較小，燈泡實(shí)際功率太小

；
（4）小亮調(diào)節(jié)滑片P的位置，使電壓表的示數(shù)為2.5V，這時(shí)電流表的指針如圖所示，其示數(shù)為

0.3

A，則該燈泡的額定功率是

0.75

W．
（5）小亮根據(jù)測(cè)量得到的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出了小燈泡I-U圖象，如右圖所示．結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖線不是直線，小亮很納悶，請(qǐng)你幫助他分析原因．

燈泡的電阻隨溫度的變化而變化

（6）若電壓表的小量程已損壞，在不添加任何器材的情況下，請(qǐng)你在方框內(nèi)畫(huà)出能測(cè)量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)電路圖．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)小燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)；根據(jù)歐姆定律求出額定電流確定電流表的量程，且與燈泡串聯(lián)，注意電表的正負(fù)接線柱；滑動(dòng)變阻器連接線柱要一上一下串聯(lián)入電路中．
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出小燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值，即可選擇合適的滑動(dòng)變阻器．
（3）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，滑片移到滑動(dòng)變阻器移到最大阻值，防止電路中電流過(guò)大燒壞電路元件．電壓表、電流表均有示數(shù)，但小燈泡不亮，連接電路時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為最大阻值，燈泡兩端的電壓很小，燈泡不能發(fā)光．
（4）根據(jù)電流表量程和分度值讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)公式P=UI可求燈泡的額定功率．
（5）圖象不是直線說(shuō)明電壓與電流的比值即電阻是變化的，可以從影響電阻大小的因素進(jìn)行分析．
（6）根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，當(dāng)燈泡正常工作時(shí)，求出滑動(dòng)變阻器電壓為6V-2.5V=3.5V，測(cè)滑動(dòng)變阻器電壓，間接得到燈泡的額定電壓．

解答：解：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程選3V，且與燈泡并聯(lián)；燈泡的額定電流約為I=

2.5V

10Ω

=0.25A＜0.6A，故電流表選0.6A的量程，且與燈泡串聯(lián)，注意電表的正負(fù)接線柱；滑動(dòng)變阻器連接線柱要一上一下串聯(lián)如電路中．電路圖如圖所示．

（2）當(dāng)燈正常發(fā)光時(shí)，電路中的電流約為I=0.25A，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓約為U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
變阻器連入的電阻為R=

U滑

I

=

3.5V

0.25A

=14Ω＞10Ω，
所以滑動(dòng)變阻器選20Ω  1A．
（3）為保護(hù)電路元件，實(shí)驗(yàn)前開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)、滑動(dòng)變阻器應(yīng)處于最大阻值處B端．
滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，滑片在阻值最大處，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓很大，燈泡兩端的電壓很小，所以燈泡不能發(fā)光．
（4）電流表的量程為0.6A，分度值為0.02A，由圖知電流表示數(shù)示數(shù)是0.3A，
該燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（5）由圖象可知電壓和電流的比值是變化的．小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，所以通過(guò)小燈泡的電流不與其兩端的電壓成正比．
（6）電源電壓為6V，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，燈泡正常工作時(shí)的電壓為2.5V，則滑動(dòng)變阻器的電壓為6V-2.5V=3.5V＞3V，
所以用電壓表0～15V量程時(shí)，并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電壓為3.5V時(shí)，燈泡正常工作．電路圖如圖．

故答案為：（1）如上圖所示；
（2）乙；
（3）斷開(kāi)；B；滑動(dòng)變阻器連入電路阻值太大，電路中電流較小，燈泡實(shí)際功率太��；
（4）0.3；0.75；
（5）燈泡的電阻隨溫度的變化而變化；
（6）如上圖所示．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了探究燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)：實(shí)物圖的連接、滑動(dòng)變阻器的選擇、實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、電路故障的判斷、電功率的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)電路圖的設(shè)計(jì)等，雖然涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，但都是基本內(nèi)容，所以平時(shí)要多注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)．