Question

小玉同學在做“探究小燈泡的亮度與電功率的關系”實驗時，觀察到小燈泡上標有“2.5V”的字樣，燈的額定功率小于1.2W，滑動變阻器標有“25Ω 1A”字樣，而電源上卻看不到電壓值．

（1）如圖甲是他未完成的實驗電路連接，請你用筆畫線代替導線將電路連接完整；
（2）正確連接電路后，按要求操作，閉合開關時電壓表和電流表示數(shù)如圖乙，她很快就計算出電源電壓為______V；
（3）向______ （“左”或“右”）移動滑片，電壓表示數(shù)達______V時燈正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)為0.4A，則小燈泡燈的額定功率為______W；
（4）繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的過程中，小燈泡發(fā)出耀眼的白光后突然熄滅，他會觀察到電壓表指針______（“回到0刻度”、“達到滿刻度”或“超過滿刻度”）；
（5）該探究實驗中，滑動變阻器除了能保護電路元件外，主要作用還有：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）連接實物圖時，要注意燈泡、電流表、滑動變阻器與電源串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，同時特別注意電流表、電壓表量程的選擇、電流的方向，滑動變阻器采用“一上一下”的接法．
（2）閉合開關時，滑動變阻器接入電路電阻最大，燈泡兩端電壓最小，從而確定電壓表選擇的量程；與燈泡正常工作的電流對比，確定此時電流表選擇的量程及讀數(shù)；已知燈泡兩端電壓和通過的電流，可以得到此時燈絲電阻；已知燈絲電阻和滑動變阻器接入電路的電阻，可以得到串聯(lián)電路的總電阻；已知電路總電阻和通過的電流，利用公式U=IR得出電源電壓．
（3）要使燈泡正常發(fā)光，兩端電壓必須為額定電壓；串聯(lián)電路電阻具有分壓作用，燈泡兩端電壓要升高，就必須降低滑動變阻器兩端電壓，使燈泡兩端電壓達到額定電壓正常發(fā)光；
已知燈泡額定電壓和正常發(fā)光電流，利用P=UI得出額定功率．
（4）燈泡發(fā)出耀眼的白光后熄滅，說明兩端電壓超過額定電壓太多，燒斷燈絲出現(xiàn)斷路．
（5）調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片位置，改變電路總電阻，電路電流改變，從而改變燈泡兩端的電壓．
解答：解：
（1）已知燈泡的額定功率不超1.2W，額定電壓為2.5V，可以得到正常發(fā)光時的電流不超過I===0.24A，所以電流表選擇0～0.6A與燈泡串聯(lián)；電壓表選擇0～3V量程與燈泡并聯(lián)．
實物連接如下：

（2）串聯(lián)電路中電阻兩端電壓與其阻值成正比，滑動變阻器接入電路的電阻最大為R=25Ω，所以兩端電壓最大，也就是燈泡兩端電壓最�。�
所以燈泡兩端電壓為U_實=1V，電路電流為I=0.2A
此時燈絲電阻為R_實===5Ω
電路總電阻為R=R_實+R=5Ω+25Ω=30Ω
電源電壓為U=IR=0.2A×30Ω=6V
故答案為：6．
（3）由圖知，要使燈泡兩端電壓升高達到額定電壓，滑動變阻器滑片要向右移動；當燈泡兩端電壓為2.5V時，正常發(fā)光；
燈泡額定功率為P_額=U_額I_額=2.5V×0.4A=1.0W
故答案為：右；2.5；1.0．
（4）燈絲因電壓太高燒斷后，電壓表與滑動變阻器、電源串聯(lián)，所以測量電源電壓，因此指針超過滿刻度．
故答案為：超過滿刻度．
（5）滑動變阻器在實驗中除能起保護電路的作用外，另一個主要作用是改變燈泡兩端的電壓．
故答案為：改變燈泡兩端電壓．
點評：發(fā)掘出題目中的兩個隱含條件是解答此題的關鍵：燈泡額定電壓和額定功率大小--確定電流表選擇的量程和具體的數(shù)值；正確連接電路--滑動變阻器滑片一定位于最大阻值處．