Question

1．在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，選用如圖甲所示的器材，其中電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為12Ω）．

（1）為能順利完成該實驗探究，下列兩種規(guī)格的滑動變阻器應(yīng)選用B．
A．“10Ω  0.5A”的滑動變阻器       B．“20Ω  0.5A”的滑動變阻器
滑動變阻器在此實驗中的作用是保護電路；調(diào)節(jié)燈泡電壓達到額定電壓．
（2）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實物電路連接完整．
（3）連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，閉合開關(guān)前，應(yīng)將圖甲中所示的滑動變阻器的滑片滑到A端（選填“A”或“B”）．
（4）閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，某同學(xué)猜想：
a：可能燈絲斷了     b：可能是滑動變阻器斷路      c：可能是小燈泡短路
請根據(jù)電表示數(shù)判斷故障原因，并將與故障對應(yīng)的示數(shù)填入下表

猜想	電流表示數(shù)/A	電壓表示數(shù)/V
如果A成立
如果c成立	0.4	0

（5）排除故障后，閉合開關(guān)，移動滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)2.2V；為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動變阻器的滑片向B端移動（選填“A”或“B”）．
（6）通過小燈泡的電流隨它的兩端電壓變化的關(guān)系如圖丙所示，分析圖象可知：
①該小燈泡正常發(fā)光的電阻是12.5Ω；額定功率為0.5W，
②小燈泡燈絲的電阻是變化的，主要是受溫度變化的影響．
（7）某次實驗中電壓表小量程損壞，在不添加任何器材的情況下，還想測小燈泡額定功率，應(yīng)將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端，當電壓表示數(shù)為3.5V時，記下電流表示數(shù)為I，則燈泡的額定功率表達式P=（6V-3.5V）I．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出小燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的電阻值，即可選擇合適的滑動變阻器；
（2）根據(jù)小燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)；根據(jù)歐姆定律求出額定電流確定電流表的量程，且與燈泡串聯(lián)，注意電表的正負接線柱；滑動變阻器連接線柱要一上一下串聯(lián)入電路中；
（3）連接電路時，開關(guān)斷開，滑片移到滑動變阻器移到最大阻值，防止電路中電流過大燒壞電路元件．電壓表、電流表均有示數(shù)，但小燈泡不亮，連接電路時滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值，燈泡兩端的電壓很小，燈泡不能發(fā)光；
（4）根據(jù)表格信息“電流表示數(shù)為0.4A”可以知道電路為短路而非斷路，由此可得答案；
（5）依據(jù)電壓表所接量程得出分度值為0.1V，然后根據(jù)指針讀出電壓表示數(shù)，當示數(shù)小于額定電壓時，要減小滑動變阻器電阻，從減小滑動變阻器電壓，增大燈泡電壓；
（6）①根據(jù)坐標系中數(shù)據(jù)，找出額定電壓2.5v所對應(yīng)電流，依據(jù)R=$\frac{U}{I}$計算電阻，根據(jù)公式P=UI可求燈泡的額定功率；②圖象不是直線說明電壓與電流的比值即電阻是變化的，可以從影響電阻大小的因素進行分析．
（7）根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，當燈泡正常工作時，求出滑動變阻器電壓為6V-2.5V=3.5V，測滑動變阻器電壓，間接得到燈泡的額定電壓．

解答 解：（1）當燈正常發(fā)光時，電路中的電流約為I=0.25A，
滑動變阻器兩端的電壓約為U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
變阻器連入的電阻為R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω＞10Ω，
所以滑動變阻器選20Ω  1A；滑動變阻器可以保護電路，還可以調(diào)節(jié)燈泡電壓達到額定電壓；
（2）小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程選3V，且與燈泡并聯(lián)；燈泡的額定電流約為I=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A＜0.6A，故電流表選0.6A的量程，且與燈泡串聯(lián)，注意電表的正負接線柱；滑動變阻器連接線柱要一上一下串聯(lián)如電路中．電路圖如圖所示．

（3）為保護電路元件，實驗前開關(guān)應(yīng)斷開、滑動變阻器應(yīng)處于最大阻值處B端．
（4）根據(jù)表格信息“電流表示數(shù)為0.4A”可以知道電路為短路而非斷路，由此可排除a、b選項，故選c；
（5）依據(jù)電壓表所接量程得出分度值為0.1V，然后根據(jù)指針讀出電壓表示數(shù)為2.2V，此示數(shù)小于額定電壓2.5V，要減小滑動變阻器電阻值，滑片靠近所接下接線柱，故向B斷移動，從減小滑動變阻器電壓，增大燈泡電壓；
（6）①根據(jù)坐標系中數(shù)據(jù)，找出額定電壓2.5v所對應(yīng)電流為0.2A，依據(jù)R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；②圖象不是直線說明電壓與電流的比值即電阻是變化的，可知溫度影響了電阻；
（7）根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，當燈泡正常工作時，求出滑動變阻器電壓為6V-2.5V=3.5V，當滑動變阻器電壓為3.5V時，燈泡的電壓為額定電壓，燈泡的額定功率表達式P=（6V-3.5V）I
故答案為：（1）B；保護電路；調(diào)節(jié)燈泡電壓達到額定電壓；（2）見上圖；（3）斷開；A；（4）c；（5）2.2；B；（6）①12.5；0.5；②溫度；（7）3.5V；（6V-3.5V）I

點評 本題考查了探究燈泡額定功率的實驗：實物圖的連接、滑動變阻器的選擇、實驗的注意事項、電路故障的判斷、電功率的計算和實驗電路圖的設(shè)計等，雖然涉及的知識點較多，但都是基本內(nèi)容，所以平時要多注意基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)．