Question

2．小婷用如圖所示的電路測(cè)量小燈泡的電功率的同時(shí)，測(cè)量小燈泡的電阻，小燈泡額定電壓為2.5V，正常工作時(shí)電阻約為8Ω，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電源（6V），電壓表V，滑動(dòng)變阻器R₁（規(guī)格“10Ω，1A”），滑動(dòng)變阻器R₂（規(guī)格為“50Ω，0.5A”），電流表A₁（量程0.6A），電流表A₂（量程3A）．

（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙的實(shí)物電路連接完整．
（2）根據(jù)電路圖連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該斷開，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)滑到阻值最大的位置，即離下端接線柱最遠(yuǎn)（填“最遠(yuǎn)”或“最近”）的位置．
（3）為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并且有較高的準(zhǔn)確性，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選R₂（填“R₁”或“R₂”），電流表應(yīng)該選A₁（填“A₁”或“A₂”）．
（4）小婷在實(shí)驗(yàn)時(shí)，將電流表和電壓表的位置交換了，其他連接正確，閉合開關(guān)后D．
A．電流表燒壞  B．電壓表示數(shù)無示數(shù)   C．小燈泡燒壞  D．小燈泡不亮
（5）正確連接好電路后，閉合開關(guān)，從大到小調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，并將電壓表和電流表部分讀數(shù)填在下表中，電壓表讀數(shù)為2.5V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖丙所示，請(qǐng)幫小婷將此讀數(shù)填在表中．表中的讀數(shù)為0.3．

序號(hào)	1	2	3	4	5
電壓表示數(shù)/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
電流表示數(shù)/A	0.14	0.21	0.26		0.33

（6）根據(jù)補(bǔ)充完整后的上表數(shù)據(jù)，測(cè)得小燈泡在電壓為2.0V時(shí)的實(shí)際功率是0.52W，在正常工作狀態(tài)時(shí)電阻是8.3Ω（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)額定電壓選擇電壓表量程，由歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流選擇電流表．
（2）在連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)該斷開，閉合開關(guān)前，滑片處于最大阻值處；
（3）由歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，由歐姆定律求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，根據(jù)該阻值選擇滑動(dòng)變阻器；根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流選擇電流表．
（4）電流表應(yīng)串連接入電路，電壓表內(nèi)阻很大，應(yīng)與被測(cè)電路并聯(lián)，如果電壓表串聯(lián)接入電路，電路相當(dāng)于斷路；燈泡實(shí)際功率很小時(shí)，燈泡不發(fā)光．
（5）由電流表的量程，讀出電流表示數(shù)．
（6）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)找出2.0V電壓對(duì)應(yīng)的電流，由P=UI求出燈泡的實(shí)際功率；由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由歐姆定律求出此時(shí)燈泡電阻．

解答 解：（1）小燈泡額定電壓為2.5V，所以電壓表應(yīng)使用0-3V量程；變阻器一上一下串聯(lián)接入電路．如圖所示：

（2）根據(jù)電路圖連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該斷開，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)滑到阻值最大的位置，即離下端接線柱最遠(yuǎn)的位置；
（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$≈0.3A＜0.6A，所以電流表應(yīng)選擇A₁；
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，則此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.3A}$≈11.67Ω＞10Ω，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₂；
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)把電壓表串聯(lián)接入電路，電流表與燈泡并聯(lián)接入電路，由于電壓表內(nèi)阻很大，電壓表串聯(lián)接入電路后電路電流很小幾乎為零，電流表與小燈泡都不會(huì)燒壞，電壓表示數(shù)約等于電源電壓6V，小燈泡實(shí)際功率很小，小燈泡不發(fā)光，故ABC錯(cuò)誤，D正確．
（4）電流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，讀數(shù)為0.3A．
（5）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電壓為2.0V時(shí)，通過燈泡的電流為0.26A，此時(shí)燈泡實(shí)際功率為P=UI=2V×0.26A=0.52W；
由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，燈泡額定電壓2.5V對(duì)應(yīng)的電流為0.3A，
燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；最遠(yuǎn)；（2）A₁；R₂；（3）BD；（4）0.3；（5）0.52；8.3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)故障分析、電表讀數(shù)、求燈泡實(shí)際功率、求燈泡電阻等問題，是實(shí)驗(yàn)的常考問題，一定要掌握；對(duì)電表讀數(shù)時(shí)，要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直．