Question

20．在“測量小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓恒定為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時的電阻約為10Ω，所用滑動變阻器的規(guī)格為“50Ω 1A”．

（1）連接電路時，開關(guān)應斷開，請用筆畫線代替導線把甲圖中的實物電路連接完整．
（2）閉合開關(guān)前，如圖甲滑動變阻器的滑片P應位于B（選填“A”或“B”），端，可以起到保護電路作用．
（3）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，則電路中發(fā)生的故障是小燈泡短路（選填“小燈泡斷路”或“小燈泡短路”）．
（4）排除故障后，閉合開關(guān)，移動滑片P使燈泡L正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，為0.24A，小燈泡的額定功率是0.6W，此時小燈泡的電阻是10.4Ω．（電阻值保留一位小數(shù)）
（5）將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R，在不更換其它器材的情況下，該同學還可以探究導體中的電流與電壓的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）連接電路時，開關(guān)必須處于斷開狀態(tài)；
根據(jù)歐姆定律求出電路中最大電流，并確定電流表的量程；根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程；
使電流表串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，注意滑動變阻器按一下一上的原則接線；
（2）為了電路安全，閉合開關(guān)前，需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處；
（3）電流表有示數(shù)，說明電路為通路；電壓表無示數(shù)，說明電壓表斷路或電壓表被短路；
（4）根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)，然后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出小燈泡的電阻；
（5）探究電流與電阻的關(guān)系時，需保持電壓不變；探究電流與電壓的關(guān)系數(shù)，需保持電阻不變．

解答 解：（1）連接電路時，開關(guān)必須處于斷開狀態(tài)；
電路中最大電流的大約值：I_最大=$\frac{U}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，因此電流表的量程選擇0～0.6A；
因為燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V；
使電流表的0.6A接線柱與滑動變阻器的D接線柱相連，電壓表的負接線柱與燈泡的左接線柱相連；如下圖所示：

（2）為了電路安全，閉合開關(guān)前，需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，故將滑片放在B端，可以起到保護電路的作用；
（3）電流表有示數(shù)，說明電路為通路；電壓表無示數(shù)燈泡不亮，說明電壓表被短路，因此電路故障為小燈泡短路；
（4）根據(jù)實物圖可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A；
燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
由I=$\frac{U}{R}$可知，燈泡的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.24A}$≈10.4Ω；
（5）將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R時，定值電阻的阻值不變，可通過移動滑片的位置改變燈泡兩端電壓，因此可探究電流和電壓的關(guān)系．
故答案為：（1）斷開；（2）B；保護電路；（3）小燈泡短路；（4）0.24；0.6；10.4；（5）電壓．

點評 本題考查了實物圖的連接、電表量程的選擇和正確的使用、電路故障的判斷、電流表的讀數(shù)、電功率和電阻的計算以及控制變量法的應用，要注意探究電流與電壓關(guān)系時應控制電阻的阻值不變．