Question

在測2.5V小燈泡（電阻大約為10Ω左右）額定功率的實驗時，小明連接了如圖甲所示的電路，其中電源電壓為6V．
（1）請用筆畫線將圖甲中的電路連接完整．
（2）在連接電路時，有甲“10Ω 1A”、乙“20Ω 0.2A”和丙“30Ω 0.5A”三個滑動變阻器可供選擇，則應該選擇變阻器______（填“甲”、“乙”或“丙”）連入電路，才能保證實驗順利進行．
（3）小明合理地連接好電路，閉合開關，無論怎樣調節(jié)滑動變阻器燈泡都不亮．小明分析了產生故障的原因（電流表、電壓表均無故障），請你依據表一中電流表、電壓表示數出現的幾種情況，幫小明判斷故障原因，并將其填寫在表一對應的空格里．
表一：

電流表	電壓表	故障原因
示數不為0	示數為0
示數為0	示數不為0

表二：

U/V	I/A	R/Ω	P/W	燈泡亮度
2	0.25	8	0.5	暗
2.5				亮
2.8	0.32	9	0.896	很亮

（4）排除故障后，小明調節(jié)變阻器滑片的位置，使小燈泡兩端電壓分別為2V、2.5V、2.8V，依次測出通過小燈泡的電流，并觀察發(fā)光情況，記錄在表二中．當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數如圖乙所示，此時小燈泡電阻是______Ω（計算結果保留兩位小數），小燈泡的額定功率是______W．
（5）分析表格中的數據可知燈泡的亮度由______決定．
（6）將圖甲中的小燈泡更換成定值電阻（有多種阻值電阻可選用）后，下列實驗還可以完成的是______
①探究電流的磁場強弱與電流大小的關系    ②探究電流與電壓的關系
③探究電流產生的熱量與電流的關系        ④探究電流與電阻的關系
A．①②．   B．②③④．    C．②④．     D．③④

Answer 1

【答案】分析：（1）根據小燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯；根據歐姆定律求出額定電流確定電流表的量程，且與燈泡串聯，注意電表的正負接線柱；滑動變阻器連接線柱要一上一下串聯入電路中．
（2）根據串聯電路的電壓特點求出小燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的電阻值，即可選擇合適的滑動變阻器．
（3）燈泡不亮可能是電路斷路或燈泡短路：如果燈泡斷路，電流表無示數，電壓表串聯在電路中，測電源電壓；如果燈泡以外的電路斷路，電流表無示數，電壓表也無法測電壓，電壓表示數為0；如果燈泡短路，電路是通路，電流表有示數，電壓表測導線電壓，示數為0．
（4）根據電流表的量程和分度值讀出燈泡正常發(fā)光時的電流，根據歐姆定律求出此時小燈泡電阻，根據P=UI求出小燈泡的額定功率．
（5）分析表中數據找出決定燈泡亮度的因素．
（6）已知電阻值，電路可測電阻兩端的電壓，流過電阻的電流，據此判斷可完成哪個實驗．
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；燈泡的額定電流約為I==0.25A＜0.6A，故電流表選0.6A的量程，且與燈泡串聯，注意電表的正負接線柱；滑動變阻器連接線柱要一上一下串聯如電路中．電路圖如圖所示．

（2）當燈正常發(fā)光時，電路中的電流約為I=0.25A，
滑動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===14Ω＞10Ω，
所以滑動變阻器選丙“30Ω 0.5A”．
（3）①燈泡燈絲斷了，電路斷路，電流表示數為0，電壓表串聯在電路中，測電源電壓，示數不為0，
②燈泡短路，電路是通路，電流表有示數，電壓表測導線電壓，示數為0，
③滑動變阻器開路，電路斷路，電流表示數為0，電壓表無法測電壓，示數為0．

電流表	電壓表	故障原因
示數不為0	示數為0	燈泡短路
示數為0	示數不為0	燈泡斷路

（4）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以燈泡正常工作時的電流為0.3A；
此時小燈泡電阻為R==≈8.33Ω；
小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（5）由表知，隨燈泡電壓U的增大，流過燈泡的電流I增大，燈泡逐漸變亮，燈泡的實際功率P=UI增大；
由此可見：小燈泡的亮暗由小燈泡的實際功率決定．
（6）把小燈泡換成定值電阻后，電阻阻值R，已知，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，因此利用該電路可完成“探究電流與電壓的關系”關系實驗，故選C．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）丙；（3）如上表所示；（4）8.33；0.75；（5）實際功率；（6）C．
點評：本實驗考查了電壓表與電流表的連接方法、求燈泡額定功率、決定燈泡亮度的因素、電路故障的分析等，考查內容較多；分析表中所給數據，由表中數據獲取所需信息是解題的關鍵；要加強對實驗數據分析能力的培養(yǎng)．