Question

【題目】為了測量額定電壓為“2.5V”小燈泡的電功率，已知電源是三節(jié)干電池串聯(lián)，滑動變阻器的規(guī)格是“20Ω1A”，小明同學設計了如圖甲所示的電路圖．實驗中各元件完好，電源電壓保持不變．

（1）連接電路的過程中開關應 ．請你在圖乙中用筆畫線代替導線，幫小明同學將電路連接完整．（連線不得交叉）

（2）小明同學閉合開關后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表的示數(shù)不為零，電壓表的示數(shù)為零，產(chǎn)生此故障的原因可能是 ．

（3）實驗小組在測量小燈泡的額定功率的過程中，由于本實驗器材用的時間過長，無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡兩端的電壓都小于2.5V，小明舉手讓老師更換電池，這時同組的小紅說不用更換，她說利用現(xiàn)在測量的電壓和電流求出燈泡的電阻，再根據(jù)P=求出小燈泡的額定功率為0.7W，你認為小燈泡的額定功率應該 （選填“大于”“小于”或“等于”）0.7W，理由是 ．

（4）跟換了新的電池，完成實驗后，他們兩個又找來了幾個不同阻值的電阻代替小燈泡繼續(xù)“探究電壓不變時，電流與電阻的關系”，他把5Ω、10Ω、20Ω的電阻分別接入電路，探究電流與電阻的關系，接入5Ω電阻時，使電壓表的示數(shù)如圖丙所示，他們能夠完成整個實驗嗎？ ，理由是 ．

Answer 1

【答案】（1）斷開；見解析圖；（2）燈泡短路；（3）小于；燈泡的電阻隨電壓的升高而增大，正常發(fā)光時的電阻大于他計算出的電阻；

（4）不能；當更換20Ω的電阻時，由于滑動變阻器的阻值太小，不能讓定值電阻的兩端電壓為1.5V

【解析】

試題分析：

（1）為了保護電路，連接電路的過程中開關應斷開；

滑動變阻器應一上一下串聯(lián)入電路中，如圖所示：

；

（2）電流表的示數(shù)不為零，說明電路為通路；電壓表示數(shù)為零，說明電壓表并聯(lián)的部分可能出現(xiàn)短路，即可能是小燈泡短路；

（3）燈泡電阻隨溫度升高而增大，實驗中小燈泡兩端的電壓都小于2.5V，則功率小于額定功率，溫度比正常發(fā)光時低，利用現(xiàn)在測量的電壓和電流求出燈泡的電阻比正常發(fā)光時小，所以根據(jù)P=計算出的額定功率偏大，所以額定功率應小于0.7W；

（4）探究電流與電阻的關系時，應保持不同定值電阻兩端的電壓不變，圖丙中電壓表使用0﹣3V量程，分度值為0.1V，示數(shù)為1.5V，即保持1.5V不變，

電源電壓為3×1.5V=4.5V，所以變阻器要分得電壓為：4.5V﹣1.5V=3V的電壓，

根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理：=，即有：=，

所以變阻器連入電路中的阻值：R滑=×R=×R=2R，而滑動變阻器的規(guī)格是“20Ω 1A”，即連入電路中的最大阻值為20Ω，故定值電阻的最大值為=10Ω，即對20Ω的定值電阻，無論怎樣移動滑片，都不能使電壓為1.5V，所以不能完成整個實驗．

故答案為：（1）斷開；見解析圖；（2）燈泡短路；（3）小于；燈泡的電阻隨電壓的升高而增大，正常發(fā)光時的電阻大于他計算出的電阻；

（4）不能；當更換20Ω的電阻時，由于滑動變阻器的阻值太小，不能讓定值電阻的兩端電壓為1.5V．