Question

20．某同學(xué)做“測(cè)量小燈泡電功率”實(shí)驗(yàn)中，所用電源電壓恒為4V，小燈泡的螺旋套上標(biāo)有“2.5V”字樣

（1）在檢查儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的指針如圖1所示，則他接下來(lái)的操作是調(diào)零．
（2）請(qǐng)你根據(jù)圖2電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖3中未完成的電路連接好．要求：滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，連入電路的阻值變小，導(dǎo)線不能交叉．
（3）檢查儀器和電路無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)動(dòng)變阻器片到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)如圖4所示，現(xiàn)要測(cè)定小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片適當(dāng)?shù)叵蜃螅ㄟx填“左”或“右”）移動(dòng)，同時(shí)眼睛應(yīng)觀察電壓表的示數(shù)．

（4）改變滑動(dòng)變阻器的阻值，多次測(cè)量通過(guò)小燈泡的電流和它兩端的電壓，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)畫出了如圖5所示的小燈泡的電流隨電壓變化的關(guān)系圖象．由此可知，小燈泡的額定功率為0.625W，小燈泡燈線形電阻隨電壓的增大而增大（選填“增大”、“不變”或“減小”）．
（5）完成了上述實(shí)驗(yàn)后，小明進(jìn)一步探究通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布情況，找來(lái)小磁針、鐵屑、硬紙板等，做了如圖6所示的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)是以導(dǎo)線為圓心的同心圓圈，并找到了判斷直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的方法：“用右手握住直導(dǎo)線．讓大拇指指向直導(dǎo)線中電流的方向，則彎曲的四指所指方向?yàn)榇艌?chǎng)方向．”請(qǐng)你用小明的方法判斷如圖7中小磁針北極轉(zhuǎn)向紙外．圖8中小磁針北極轉(zhuǎn)向紙內(nèi)（兩空均選填“紙內(nèi)”或“紙外”）．

Answer 1

分析 （1）使用電表前，仔細(xì)觀察指針是否指在零刻線，如不是，需要調(diào)零；
（2）根據(jù)題目要求，滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，連入電路的阻值變小，由圖可知滑動(dòng)變阻器的下接線柱應(yīng)接右側(cè)，連入電路的阻值變大，由圖可知滑動(dòng)變阻器的下接線柱應(yīng)接左側(cè)；
（3）由電壓表的示數(shù)可知，電壓為2.7V大于額定電壓，現(xiàn)要測(cè)定小燈泡的額定功率，就要求小燈泡兩端電壓為2.5V，根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向左移；同時(shí)觀察電壓表直到2.5V；
（4）由圖5可知，小燈泡2.5V時(shí)的電流，由P=UI可求額定功率，小燈泡電阻受溫度影響較大，隨電壓增大而增大；
（5）根據(jù)用右手握住直導(dǎo)線．讓大拇指指向直導(dǎo)線中電流的方向，則彎曲的四指所指方向?yàn)榇艌?chǎng)方向，先根據(jù)安培定則判斷出通電導(dǎo)體下方磁場(chǎng)的方向，然后根據(jù)小磁針靜止時(shí)，北極的指向?yàn)榇艌?chǎng)方向可知小磁針N極的指向．

解答 解：（1）電表的使用注意調(diào)零，觀察量程、分度值；由圖1可知需要調(diào)零；
（2）滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，連入電路的阻值變小，由圖可知滑動(dòng)變阻器的下接線柱應(yīng)接右側(cè)；
（3）由電壓表的示數(shù)可知，電壓為2.7V＞2.5V，根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向左移，增大滑動(dòng)變阻器阻值分去多余的0.2V電壓；同時(shí)觀察電壓表到示數(shù)為2.5V為止；
（4））由圖5可知，小燈泡2.5V時(shí)的電流，I=0.25A，P=UI=2.5V×0.25A=0.625w，
小燈泡電阻受溫度影響較大，故隨電壓增大而增大；
（5）伸出右手，大拇指指向電流的方向，四指的方向?yàn)榇艌?chǎng)的方向，故圖7導(dǎo)體正下方磁場(chǎng)方向向外，即小磁針靜止時(shí)N極的指向?yàn)榧埻�；圖8中磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)．
故答案為：（1）調(diào)零；（2）如下圖

（3）左、電壓表示數(shù)；（4）使電壓表示數(shù)為2.5V、0.625、增大；（5）紙外；紙內(nèi)．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道綜合性比較強(qiáng)的試題，涉及到儀器使用、電路連接、電壓分配、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、功率求解、電阻變化、磁場(chǎng)方向的判斷，要求熟練掌握基本知識(shí)基本技能．