Question

小明同學(xué)在“測(cè)定小燈泡的功率”的實(shí)驗(yàn)中，所用小燈泡的額定電壓是2.5V，正常工作時(shí)電阻的為10Ω，電源電壓為6V恒定不變，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω 1A”字樣，如圖，按實(shí)驗(yàn)要求，他測(cè)出了三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并記錄了小燈泡亮度的變化情況，結(jié)果如下表所示：

電壓/V	2.00	2.50	2.80
電流/A	0.27	0.30	0.32
亮度變化	暗→亮

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替異線，將實(shí)物圖連接完整，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，則小燈泡額定功率是

0.75

W．從表格的數(shù)據(jù)你還可以發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻隨溫度的升高而

增大

（2）若閉合開關(guān)，接通電路后，電流表、電壓表工作均有示數(shù)，但小燈泡發(fā)光較暗，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針都不變，則可能的原因是

滑動(dòng)變阻器連接錯(cuò)誤，下面兩接線柱同時(shí)接入電路

（3）另一組的小華同學(xué)使用規(guī)格相同的燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，正確測(cè)得某次實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖甲、乙，此時(shí)電壓表的示教為

2.2

V，電流表的示數(shù)為

0.24

A．
（4）小明完成實(shí)驗(yàn)整理好趁器材離開后，他的伙伴小剛接著做同樣的實(shí)驗(yàn)，小剛合理地連接好電路，并按正確的順序操作，但閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)燈不亮，聰明的小剛猜想有下面幾種可能：A．可能是燈絲斷了；B．可能是變阻器斷路；C．可能是小燈泡短路；D．可能是電流表斷路．
報(bào)據(jù)小剛的猜想，借助圖中電流表和電壓表驗(yàn)證小剛的猜想，將電壓表、電流表示數(shù)情況填入下表．

猜想	電流表的讀數(shù)	電壓表的讀數(shù)
如果A成立
如果C成立

（5）小剛解決疑問后，忽然發(fā)現(xiàn)有一實(shí)臉小組的電壓表0-3V檔量程已損壞，小剛?cè)韵霚y(cè)出小燈泡的額定功率．他仔細(xì)觀察電路，發(fā)現(xiàn)電源電壓為6V恒定不變，請(qǐng)你幫小剛設(shè)計(jì)一個(gè)電路，把電路圖畫在虛線框內(nèi)．按照新設(shè)計(jì)的電路圖，在測(cè)定小燈泡的額定功率時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器．使電壓表讀數(shù)為

3.5

V．

Answer 1

分析：（1）將電壓表與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器、電流表與燈泡串聯(lián)，根據(jù)燈泡的額定功率判斷電壓表的量程，計(jì)算出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流大約值，判斷電流表的量程；
根據(jù)表格中數(shù)據(jù)確定當(dāng)U=2.5V時(shí)的電流值，計(jì)算出其額定功率；
分析電阻的變化，得出燈絲的電阻隨溫度的升高而增大的特點(diǎn)；
（2）根據(jù)電流表、電壓表的示數(shù)很小，可知滑動(dòng)變阻器的阻值很大，又滑動(dòng)滑片示數(shù)不變，可知滑動(dòng)變阻器接了下面兩個(gè)接線柱；
（3）根據(jù)甲乙得出示數(shù)，注意量程和分度值；
（4）小燈泡串聯(lián)在電路中，如果燈絲斷了，電路處于開路狀態(tài)，電流表沒有示數(shù)，而電壓表只能測(cè)電源電壓；小燈泡短路時(shí)，電流表示數(shù)較大，電壓表無示數(shù)；
（5）假如電壓表0～3V量程已損壞，可用0～15V的量程，不過要將電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，當(dāng)電壓表的示數(shù)等于6V-2.5V=3.5V時(shí)，燈兩端的電壓就是2.5V，燈正常發(fā)光．

解答：解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表選0～3V的量程，且與燈泡并聯(lián)；
燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流大約為：I=

U

R

=

2.5V

10Ω

，所以電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程，電流從正接線柱流入負(fù)接線柱流出；
滑動(dòng)變阻器一上一下的串聯(lián)在電路中，如下圖所示：
；
由表中數(shù)據(jù)可知，燈泡的額定功率P=UI=2.50V×0.30A=0.75W；
由表格中數(shù)據(jù)，根據(jù)R=

U

I

分別計(jì)算出電阻分析知，燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（2）無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)均不變；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電表示數(shù)都不變，說明變阻器下面兩接線柱接入電路．
（3）電流表選擇的量程為0～3A，分度值為0.1A，所以電流表的示數(shù)為0.24A；
電壓表選擇的量程為0～3V，分度值為0.1V，所以電壓表的示數(shù)為2.2V．
（4）A如果燈絲斷了，整個(gè)電路開路，此時(shí)電流表示數(shù)為0，而電壓表的示數(shù)接近電源電壓，為6V；
C如果小燈泡短路，電壓表兩端相當(dāng)于用一根導(dǎo)線連接起來，故電壓表的示數(shù)將為0，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值為最大值20Ω，所以電流表的示數(shù)為I=

U

R

=

6V

20Ω

=0.3A，
填表如下；

猜想	電流表的讀數(shù)	電壓表的讀數(shù)
如果A成立	0	6V
如果C成立	0.3A	0

（6）將電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，當(dāng)電壓表的示數(shù)等于6V-2.5V=3.5V時(shí)，燈兩端的電壓就是2.5V，燈正常發(fā)光．電路圖如下圖所示．
．
故答案為：（1）如上圖所示；0.75；增大；（2）滑動(dòng)變阻器連接錯(cuò)誤，下面兩接線柱同時(shí)接入電路；（3）2.2，0.24；（4）電流表量程選擇太大；應(yīng)改用小量程的電流表；變大；（5）如上表所示；（6）新設(shè)計(jì)的電路如上圖所示；3.5．

點(diǎn)評(píng)：本題考查的知識(shí)點(diǎn)較廣，涉及了實(shí)驗(yàn)題中的各項(xiàng)知識(shí)，對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握能力有了更高的要求，同時(shí)，該題又不同于以往的實(shí)驗(yàn)題，它既有對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的考查，又有對(duì)知識(shí)的變通應(yīng)用，特別是第（6）問，要靈活的運(yùn)用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)．