Question

17．小亮同學(xué)做測定“小燈泡的額定電功率”實驗時所用器材有電壓為6V的電源、額定電壓為2.5V的小燈泡（小燈泡的額定功率小于1W）、滑動變阻器（50Ω1A）、以及符合實驗要求的電表、開關(guān)和導(dǎo)線．如圖（甲）是小亮同學(xué)沒有連接完整的電路．

（1）本實驗的實驗原理是P=UI．
（2）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖B（甲）所示的電路連接完整．
（3）小亮同學(xué)連好電路后閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障可能是小燈泡斷路（寫出一種即可）．
（4）小亮同學(xué)排除故障后閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，同時，眼睛應(yīng)注視B．
A．小燈泡亮度      B．電壓表示數(shù)   C．電流表示數(shù)     D．滑動變阻器滑片
（5）小亮同學(xué)移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表的示數(shù)為2.2V，要測量小燈泡的額定功率是，應(yīng)將滑片P向B端移動（選填“A”或“B“）．當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖（乙）所示，則小燈泡的額定功率是0.5W，此時小燈泡的電阻是12.5Ω．該實驗中滑動變阻器除了保護電路外，還有調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓的作用．
（6）小亮利用該電路探究電流跟電阻的關(guān)系，他將小燈泡換成多個定值電阻R，保持電壓表示數(shù)始終為如圖（丙）所示，多次更換阻值不同的定值電阻R，并記錄各次電流表的示數(shù)，若不更換其他器材，為了能夠完成實驗，更換的電阻阻值不能夠大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）本實驗的原理是：P=UI；
（2）本實驗中電流表應(yīng)與燈泡串聯(lián)，根據(jù)燈泡規(guī)格判斷電表量程；
（3）常見的電路故障有斷路與短路兩種，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因；
（4）燈泡電壓等于額定電壓時正常發(fā)光；
（5）根據(jù)分壓原理判斷滑片移動方向；讀出電流表的示數(shù)，燈泡在額定電壓下的功率為額定功率，由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率；根據(jù)歐姆定律計算燈泡電阻；實驗中，滑動變阻器除保護電路外，還可以改變小燈泡兩端的電壓，從而測出多組不同數(shù)據(jù)；
（6）根據(jù)串聯(lián)電路電壓和電流的規(guī)律，運用公式I=$\frac{U}{R}$可求電阻的最大阻值．

解答 解：
（1）測定“小燈泡的額定電功率”實驗的原理是：P=UI；
（2）實驗中電流表應(yīng)與燈泡串聯(lián)．額定電壓為2.5V，由P=UI燈泡正常發(fā)光時功率小于1W，燈泡正常發(fā)光電流：I＜$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，所以電流表應(yīng)使用0-0.6A量程，實物連接如圖所示：
；
（3）燈泡不亮，可能是燈泡斷路，或燈泡短路，或燈泡之外電路斷路造成的；
電流表無示數(shù)，說明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連接相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，則故障可能是小燈泡斷路；
（4）燈泡電壓等于額定電壓時正常發(fā)光，要測燈泡額定功率，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，同時眼睛應(yīng)注視電壓表，只到示數(shù)等于2.5V為止；
（5）電壓表的示數(shù)為2.2V，燈泡電壓低于額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電阻，以減小其分得的電壓，從而增大燈泡兩端電壓，所以滑片應(yīng)向B端移動；
電流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，由圖乙燈泡正常發(fā)光時的電流為0.2A，
所以燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；此時燈泡電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
實驗中，滑動變阻器除保護電路外，還可以調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓，從而測出多組不同數(shù)據(jù)；
（4）根據(jù)題意可知，保持電壓表示數(shù)為2V不變，電源電壓為6V，所以滑動變阻器兩端的電壓保持4V不變，
當(dāng)變阻器連入阻值最大時，R阻值最大，
所在電阻阻值最大為R_最大=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{滑}}$=$\frac{{U}_{R}}{\frac{U-{U}_{R}}{{R}_{滑}}}$=$\frac{2V}{\frac{6V-2V}{50Ω}}$=25Ω；
故答案為：
（1）P=UI；（2）見上圖；（3）小燈泡斷路；（4）B；（5）B；0.5；12.5；調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓；（6）25．

點評 本題考查了實驗原理、連接實物電路圖、故障判斷、電表讀數(shù)、額定功率和電阻的計算以及滑動變阻器的作用等問題；連接實物電路圖時要注意電表量程的選擇以及正負(fù)接線柱的接法；對電表讀數(shù)時，要先確定電表量程與分度值，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．