Question

13．在“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時(shí)的電阻約為8Ω
（1）小明連接的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，其中有一條導(dǎo)線未連接，請用筆畫線代替導(dǎo)線，畫出正確的連線．
（2）實(shí)驗(yàn)中，正確連接電路，且操作正確．閉合開關(guān)S后，小燈泡不發(fā)光．那么接下來合適的實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)該是A（選填序號）
A．移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡的發(fā)光情況
B．檢查電路是否短路，替換同一規(guī)格的小燈泡
C．檢查電路是否斷路，替換同一規(guī)格的小燈泡
（3）移動滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，若他想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向右（填“左”或“右”）端移動．
（4）移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成如圖丙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.75W．
（5）完成實(shí)驗(yàn)后小明思考：滑動變阻器接入電路的阻值增大時(shí)，通過它的電流減小而它兩端電壓卻增大，它消耗的功率是增大還是減小呢？小明為了探究這個(gè)問題，將上述電路中的小燈泡換成阻值為15Ω的定值電阻，并用學(xué)生電源將電壓調(diào)至6V，滑動變阻器的規(guī)格為“1A 20Ω”，其它器材相同．將電壓表移至與變阻器并聯(lián)，經(jīng)過仔細(xì)認(rèn)真地實(shí)驗(yàn)，他記錄下在變阻器接入電路的阻值不斷增大時(shí)的各組數(shù)據(jù)，并計(jì)算出了相應(yīng)的電功率，如下表．分析表中數(shù)據(jù)，寫出小明能得到的結(jié)論：當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值增大時(shí)，它消耗的功率也隨之增大．就“變阻器功率變化”的探究，從滑動變阻器電阻變化的范圍角度考慮，小張認(rèn)為小華收集的數(shù)據(jù)不充分，理由是測量的數(shù)據(jù)較少，應(yīng)該繼續(xù)增大變阻器的電阻以采集更多的數(shù)據(jù)．．

實(shí)驗(yàn)序號	1	2	3	4	5
電流I/A	0.5	0.44	0.4	0.36	0.3
電壓U/V	0.5	0.8	1.0	1.2	1.5
電功率P/W	0.25	0.35	0.40	0.43	0.45

Answer 1

分析 （1）求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，確定電流表的量程，串聯(lián)接入電路．
（2）當(dāng)通過燈泡的電流太小時(shí)，燈泡實(shí)際功率很小，燈泡不發(fā)光，應(yīng)移動滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，看燈泡是否發(fā)光．
（3）讀出電壓表示數(shù)為2.2V，要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓增大到2.5V，根據(jù)分壓原理確定滑片移動的方向；
（4）從圖象中查得額定電壓下的額定電流，根據(jù)P=UI計(jì)算額定功率．
（5）通過表中數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)滑動變阻器阻值增大時(shí)，其功率也隨之增大．
從上表可以看出，電壓的變化范圍很小，說明電阻的變化范圍很小，不具有普遍性．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{8Ω}$=0.83A，所以電流表選用大量程，電流從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出，如下圖所示：

（2）實(shí)驗(yàn)中，正確連接電路，且操作正確隱含的一個(gè)條件是：變阻器連入電路中的阻最大，閉合開關(guān)S后，由于電路中電流較小，小燈泡的實(shí)際功率遠(yuǎn)小于額定功率，所以，不發(fā)光．故接下來合適的實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)該是：移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡的發(fā)光情況，故選A；
（2）由圖乙所示電流表可知，其量程是0～0.6A，分度值為0.02A，電流表示數(shù)為0.12A，通過燈泡電流太小，燈泡實(shí)際功率太小，燈泡不發(fā)光，應(yīng)移動滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，觀察燈泡是否發(fā)光；故A正確．
（3）電壓表使用0～3V量程，每一個(gè)大格代表1V，每一個(gè)小格代表0.1V，電壓為2.2V．
要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從2.2V增大到2.5V，就要減小變阻器的電壓，根據(jù)分壓原理，滑動變阻器連入電路中的電阻要減小，滑片向右端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（4）從圖象得知，燈泡在2.5V下的電流為0.3A，P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（5）從表中功率數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值增大時(shí)，它消耗的功率也隨之增大．
就“變阻器功率變化”的探究，從滑動變阻器電阻變化的范圍角度考慮，小張認(rèn)為小華收集的數(shù)據(jù)不充分，理由是：測量的數(shù)據(jù)較少，應(yīng)該繼續(xù)增大變阻器的電阻以采集更多的數(shù)據(jù)．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）A；
（3）右；
（4）0.75；
（5）它消耗的功率也隨之增大；測量的數(shù)據(jù)較少，應(yīng)繼續(xù)增大變阻器的電阻以采集更多的數(shù)．

點(diǎn)評 本題涉及電路的連接、電壓表的讀數(shù)、滑動變阻器的變阻原理、電功率的計(jì)算及對實(shí)驗(yàn)方案的評估，要認(rèn)真審題，注意隱含條件，本題綜合性強(qiáng)，難度較大．