Question

4．為了測(cè)定額定電壓為“2.5V”小燈泡的電功率，已知電源是三節(jié)干電池串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“20Ω 1A”，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖．實(shí)驗(yàn)中各元件完好，電源電壓保持不變．

（1）連接電路的過(guò)程中開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，請(qǐng)你在圖乙中用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，幫小明同學(xué)將電路連接完整（連線(xiàn)不得交叉）．
（2）為了觀察燈泡正常發(fā)光情況和測(cè)定其額定功率，操作時(shí)應(yīng)注意手、眼協(xié)調(diào)動(dòng)作：即在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的同時(shí)注意觀察電壓表的示數(shù)；若調(diào)節(jié)到位時(shí)電流表的讀數(shù)為0.5A，則小燈泡的額定功率為1.25W．
（3）完成實(shí)驗(yàn)后，他們兩個(gè)又找來(lái)了幾個(gè)不同阻值的電阻代替小燈泡繼續(xù)“探究電壓不變時(shí)，電流與電阻的關(guān)系”，他把5Ω、10Ω、20Ω的電阻分別接入電路，探究電流與電阻的關(guān)系，使電壓表的示數(shù)如圖丙所示，他們能夠完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究嗎？不能，理由探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持不同定值電阻兩端的電壓不變，由于變阻器的最大阻值較小，不能對(duì)所有定值滿(mǎn)足這一條件．

Answer 1

分析 （1）在閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于阻值最大的位置；
（2）燈在額定電壓下的功率為額定功率；根據(jù)P_額=U_額I求燈的額定功率；
（3）探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持不同定值電阻兩端的電壓不變，根據(jù)分壓原理，求出可滿(mǎn)足這個(gè)條件的定值電阻允許的最大值．

解答 解：（1）對(duì)照電路圖連接實(shí)物圖，將變阻器的最大阻值連入電路，如下圖所示；

（2）燈在額定電壓下的功率為額定功率，為了觀察燈泡正常發(fā)光情況和測(cè)定其額定功率，操作時(shí)應(yīng)注意手、眼協(xié)調(diào)動(dòng)作：即在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的同時(shí)注意觀察電壓表的示數(shù)；若調(diào)節(jié)到位時(shí)電流表的讀數(shù)為0.5A，則小燈泡的額定功率P_額=U_額I=2.5V×0.5A=1.25W；
（3）探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持不同定值電阻兩端的電壓不變，圖丙中電壓表小量程的分度值為0.1V，示數(shù)為1.5V，即保持1.5V變，因電源電壓為3×1.5V=4.5V，所以變阻器要分去
4.5V-1.5V=3V的電壓，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的阻值應(yīng)為定值電阻的$\frac{3}{1.5}$×R_定=2R_定，而滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“20Ω 1A”，即連入電路中的最大阻值為20Ω，故定值電阻的最大值為$\frac{20Ω}{2}$=10Ω，即對(duì)20Ω的定值電阻，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片，都不能使電壓為1.5V，所以不能完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）電壓表示數(shù)；1.25；
（3）不能；探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持不同定值電阻兩端的電壓不變，由于變阻器的最大阻值較小，不能對(duì)所有定值滿(mǎn)足這一條件；

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量小燈泡的電功率，考查電路的連接、操作過(guò)程、控制變量法、器材的規(guī)格要求，最后一問(wèn)是本題的難點(diǎn)，要注意語(yǔ)言表述的完整性．