Question

4．某實驗小組同學(xué)用電池組（兩端電壓為3V ）、電壓表、電流表和滑動變阻器等實驗器材，測定標(biāo)有“2.5V”小燈泡的額定功率．
（1）一同學(xué)在連接電路時，將最后一根導(dǎo)線接好后，就看到燈泡發(fā)光，而燈比正常發(fā)光時要亮，同時電壓表指針偏轉(zhuǎn)角度較�。畡t他連接電路的過程中，不符合要求的是：
①連接電路時沒有斷開開關(guān)；
②連接電路時滑動變阻器沒有調(diào)到最大阻值；
③電壓表的量程選擇過大．
（2）如圖甲所示，小剛連接的電路還沒有完成，如果要求滑動變阻器的滑片P向右移動時，電流表的示數(shù)變大，導(dǎo)線M應(yīng)與滑動變阻器的接線柱B連接．（填“A”、“B”或“D”）；閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片P移至A（填“A”或“B”）端．請根據(jù)實物圖在圖中方框中畫出電路圖．

（3）小剛把滑動變阻器正確連入電路后，閉合開關(guān)S，若發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，則故障可能是小燈泡斷路．
（4）若發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則故障可能是小燈泡短路．
（5）若無論怎樣移動滑片P，小燈泡一直很暗且亮度不變，電流表、電壓表示數(shù)不變，則出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是滑動變阻器連了兩個下端接線柱．
（6）小王排除故障后，調(diào)節(jié)滑動變阻器使小燈泡發(fā)光，如圖乙所示，則電壓表的示數(shù)為1.5V，
小王應(yīng)將滑片P向右（填“左”或“右”）移，使電壓表的示數(shù)為2.5V，才能測量小燈泡的額定功率，待小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的電流為0.3A，額定功率為0.75W． 小劉作出了小燈泡兩端電壓和電流圖象如圖丁所示，則小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡接通電路后馬上發(fā)光和亮度以及電壓表的讀數(shù)來判斷電路的連接問題；
（2）電流表的示數(shù)變大，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$判斷滑動變阻器電阻的阻值變化，并判斷接線柱的連接方式，為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前滑動變阻器接入電路的阻值最大，根據(jù)電流流向法對照實物圖畫出電路圖；
（3）燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路出現(xiàn)斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連；
（4）電流表有示數(shù)說明電路是通路，電壓表無示數(shù)、燈泡不亮說明與電壓表并聯(lián)的部分短路，即小燈泡短路；
（5）燈泡很暗，說明電路中電流很小，滑片移動，燈泡的亮度不變，說明滑動變阻器接入電路的阻值不變，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$判斷滑動變阻器接線柱的連接方式；
（6）根據(jù)電壓表、電流表的量程和分度值讀出它們的示數(shù)，測量小燈泡的額定功率，小燈泡兩端的電壓等于額定電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓判斷滑動變阻器滑片移動的方向，并根據(jù)P=UI計算小燈泡額定功率，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$判斷小燈泡的電阻隨溫度的升高的變化．

解答 解：（1）①由題意可知接通導(dǎo)線燈泡即發(fā)光，說明在連接線路時開關(guān)沒有斷開；
②同時燈泡發(fā)光比正常狀態(tài)下要亮說明電路中電流過大，即滑動變阻器接入電路的阻值不是最大；
③電壓表指針偏轉(zhuǎn)角度小，說明電壓表選擇的量程過大；
（2）滑片右移，電流表示數(shù)變大即電路電流增大，電源電壓不變，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可知，電路中的總電阻變小，即滑片右移時滑動變阻器連入電路電阻減小，滑動變阻器要選擇B接線柱，所以導(dǎo)線M與B接線柱連接；
為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片移至阻值最大處，滑片P移至最左端，即A端；
由實物圖可知，電流從電源正極出發(fā)，依次經(jīng)過電流表、燈泡、開關(guān)，回到負(fù)極，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，實物圖如下：

（3）根據(jù)電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表測量燈泡兩端電壓；燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路出現(xiàn)斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連，因此電路故障為燈泡斷路；
（4）電流表有示數(shù)，說明整個電路是通路，小燈泡不發(fā)光，電壓表無示數(shù)，說明電壓表被短路，即小燈泡短路；
（5）小燈泡一直很暗，通過小燈泡的電流很小，電源電壓不變，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可知電路中的電阻很大，即滑動變阻器接入電路電阻很大，滑片移動，燈泡的亮度不變，說明滑動變阻器接入電爐的阻值不變，可能是因為滑動變阻器同時接了下面兩個接線柱；
（6）由圖乙知，電壓表量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為1.5V，電壓小于小燈泡的額定電壓2.5V；
電源電壓不變，要使小燈泡兩端電壓增大為額定電壓，應(yīng)減小滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓可知，應(yīng)減小滑動變阻器接入電路的電阻，滑片P應(yīng)向右移動；
由圖丙知，電流表量程是0～0.6A，由圖示電流表可知其分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.3A，此時小燈泡正常發(fā)光，小燈泡兩端的電壓為額定電壓2.5V，額定功率率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
通過燈泡的電流增大，燈泡溫度升高，由圖丁可知，通過燈泡的電流越大，電壓與電流的比值增大，由R=$\frac{U}{I}$可知，燈絲電阻增大，即小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大．
故答案為：（1）①連接電路時沒有斷開開關(guān)；②連接電路時滑動變阻器沒有調(diào)到最大阻值；③電壓表的量程選擇過大；見上圖；（2）B；A；（3）小燈泡斷路；（4）小燈泡短路；（5）滑動變阻器連了兩個下端接線柱；（6）1.5；右；2.5；0.3；0.75；增大．

點評 本題考查了小燈泡的額定功率的測量，涉及到滑動變阻器的正確使用，電路錯誤的分析，電路故障的判斷，根據(jù)實物圖作出電路圖，電功率的計算，電壓表、電流表的讀數(shù)，小燈泡的電阻與溫度的關(guān)系，熟練掌握電功率的測量實驗，靈活應(yīng)用歐姆定律、能從圖象獲得有用信息是解題的關(guān)鍵．