Question

6．小滿同學(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)線若干．如圖甲是小滿同學(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，將圖所示的電路連接完整．
（3）小滿同學(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)，則故障可能是燈泡斷路（寫出一種即可）．
（4）小滿同學(xué)排除故障后閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片的同時，眼睛應(yīng)注視B（選填序號）．
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）小滿同學(xué)移動滑動變阻器滑片到某處時，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向右端移動（選填“左”或“右“）．當小燈泡正常發(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，小燈泡正常發(fā)光時的電阻是12.5Ω．
（6）小滿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）測電功率的實驗原理P=UI；
（2）根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表量程的選擇，將電壓表并聯(lián)在燈的兩端；變阻器接線柱按一上一下的原則與燈串聯(lián)接入電路中；
（3）移動滑動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表無示數(shù)，說明電路可能為斷路；電壓表有示數(shù)則說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的部分之處是完好的，故障可能是與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路了；
（4）電流隨電壓的變化而變化；
（5）比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點和分壓原理確定滑片移動的方向，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；根據(jù)歐姆定律求燈的電阻大小；
（6）根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理確定更換的電阻阻值不能夠大于多少．

解答 解：（1）測電功率的實驗原理P=UI；
（2）燈的額定電壓為2.5V，所以電壓表選用小量程，并聯(lián)在燈的兩端；燈與電流串聯(lián)，變阻器接線柱按一上一下的原則與燈串聯(lián)接入電路中，如下圖所示；

（3）小滿同學(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)，則故障可能是燈泡斷路；
（4）因電流隨電壓的變化而變化，所以眼睛應(yīng)注視電壓表示數(shù)；
（5）電壓表的示數(shù)為2.2V小于燈的額定電壓，要測燈的額定功率，燈的電壓應(yīng)為2.5V，所以應(yīng)增加燈的電壓減小變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，即滑片右移動，直到電壓表示數(shù)為2.5V；
圖乙中電流表小量程分度值為0.02A，示數(shù)為0.2A，燈的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；燈的電阻
R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
（6）圖丙中，電壓表小量程分度值為0.1V，示數(shù)為2V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓為6V-2V=4V；定值電阻的電壓為變阻器電壓的$\frac{2V}{4V}=\frac{1}{2}$，根據(jù)分壓原理，定值電阻的阻值大小為變阻器連入電路中的阻值的$\frac{1}{2}$，因滑動變阻器的最大阻值為50Ω，所以定值電阻的最大值為$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω，即更換的定值電阻阻值不能大于25Ω．
故答案為：（1）P=UI；
（2）如上圖所示；
（3）燈泡斷路；
（4）B；
（5）右；0.5；12.5；
（6）25．

點評 本題測燈的電功率，考查實驗原理、電路的連接、故障的分析，操作過程、額定功率及電阻的計算和，同時也考查了研究電流與電阻的關(guān)系實驗中對器材的要求及控制變量法的運用支，綜合性較強．