Question

4．小明同學(xué)做“測量小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)，電路圖如甲所示，用電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時的電阻約為10Ω，滑動變阻器的規(guī)格分別為“10Ω 1.5A”和“100Ω 1.0A”，請你完成下列內(nèi)容．

（1）連接電路的過程中開關(guān)應(yīng)斷開；實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P位于b端．（選填“a”或“b”）
（2）為了保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，他選用的滑動變阻器規(guī)格應(yīng)為100Ω1.0A．
（3）實(shí)驗(yàn)中，正確連接電路，且操作正確，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)均為0.06A，但小燈泡不發(fā)光，電壓表有較小偏轉(zhuǎn)，那么接下來的最恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)操作是A（填寫字母）
A．移動滑動變阻器的滑片，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)
B．檢查電路是否短路，替換同一規(guī)格的小燈泡
C．檢查電路是否斷路，替換同一規(guī)格的小燈泡
（4）實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)滑動變阻器調(diào)到某一位置時，電流表和電壓表的實(shí)數(shù)如圖乙、丙所示，電流表的示數(shù)為0.28A，小燈泡的額定功率為0.7W．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明還想用剛才的器材來探究電流與電壓的關(guān)系，他的想法不可行（選填“可行”或“不可行”）

Answer 1

分析 （1）為防止電路中的電流過大燒壞電路元件，連接電路中開關(guān)應(yīng)斷開，實(shí)驗(yàn)前滑動變阻器處于最大阻值處；
（2）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動變阻器接入電路中的電阻，然后確定滑動變阻器的規(guī)格；
（3）發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)均為0.06A，但小燈泡不發(fā)光，說明電路是通路，不用更換燈泡，也不用檢查電路是否斷路，可能是連入電阻太大，電路中電流太小所致，分析電阻過大的原因，然后進(jìn)行下一步操作；
（4）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出示數(shù)，利用P=UI求出燈泡的額定功率；
（5）知道燈絲的電阻受溫度的影響，要探究電流與電壓的關(guān)系，需保持電阻不變

解答 解：
（1）為保護(hù)電路，連接電路的過程中開關(guān)應(yīng)斷開，實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P位于最大阻值處的b端；
（2）燈泡正常發(fā)光時的電壓U_L=2.5V，電阻約為R_L=10Ω，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，燈泡正常發(fā)光時電路中的電流：I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
則電路中的總電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.25A}$=24Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器接入電路中的電阻：R_滑=R-R_L=24Ω-10Ω=14Ω＞10Ω；
故選用的滑動變阻器規(guī)格應(yīng)為“100Ω 1.0A”；
（3）燈泡不亮的原因可能是燈泡斷路或短路或流過燈泡的電流太�。浑娏鞅硎緮�(shù)較小，說明電路不存在斷路，可能是電路中電流太小造成的；所以，首先考慮是不是電流太小而造成的燈泡不亮，接下來的操作是減小滑動變阻器接入電路的阻值，觀察燈泡是否發(fā)光，即A的操作；
（4）燈泡的額定電流約為0.25A，則電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表示數(shù)為0.28A；
則燈泡的額定功率P_額=U_額I_額=2.5V×0.28A=0.7W；
（5）探究電流與電壓的關(guān)系，應(yīng)控制導(dǎo)體的電阻不變；由于燈絲電阻受溫度影響，燈絲電阻是變化的，所以不能用小燈泡做此實(shí)驗(yàn)．故小明的想法不可行．
故答案為：（1）斷開；b；（2）“100Ω 1.0A”；（3）A；（4）0.28；0.7；（5）不可行．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)和滑動變阻器規(guī)格的判斷、實(shí)驗(yàn)的操作、電表的讀數(shù)、電功率的計(jì)算、電流和電壓的關(guān)系，要注意燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．