Question

10．小明同學做測定“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（50Ω  1A）、以及符合實驗要求的電表、開關和導線．如圖甲是小明同學沒有連接完整的電路．

（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲所示的電路連接完整．
（2）小明接好最后一根導線，燈泡閃亮一下就熄滅了．檢查后，發(fā)現(xiàn)連線正確，請你找出實驗中兩個操作不當之處：連接電路時沒斷開開關和滑動變阻器沒調(diào)到最大阻值．
（3）小明同學換了一個相同規(guī)格的燈泡并改正錯誤后閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，同時，眼睛應注視C（選填序號）．
A．小燈泡亮度  B．電流表示數(shù)    C．電壓表示數(shù)    D．滑動變阻器滑片
（4）小明同學移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表的示數(shù)為2V，要測量小燈泡的額定功率時，應將滑片P向B端移動（選填“A”或“B”）．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0.5 W，此時小燈泡的電阻是1.25Ω．該實驗中滑動變阻器除了保護電路外，還有改變燈泡兩端的電壓的作用．
（5）小明利用該電路探究電流跟電阻的關系，他將小燈泡換成多個定值電阻R，保持電示數(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）根據(jù)P=UI判斷燈泡額定電流的大約值，然后確定電流表的量程；并將電流表串聯(lián)在電路中；滑動變阻器接上邊任意1個接線柱；
（2）連接實物電路時，為保護電路，注意兩點：一是開關要斷開；二是滑動變阻器的滑片要移到最大阻值處．
（3）電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓，燈泡正常發(fā)光．
（4）要測燈泡的額定功率，電壓需達到額定電壓2.5V，由此分析滑片移動方向；
由圖乙讀出燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)，由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率，由I=$\frac{U}{R}$計算此時燈泡的電阻．
滑動變阻器在電路中一方面可以保護電路，另一方面可以改變燈泡兩端電壓．
（5）在探究電流跟電阻的關系的實驗中，因為保持電阻兩端的電壓為2V不變，則根據(jù)串聯(lián)電路的電阻與電壓的關系，即可結(jié)合滑動變阻器的最大阻值解答．

解答 解：（1）由P=UI可知，燈泡額定電流的最大值：I=$\frac{P}{{U}_{L}}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，故電流表量程為0～0.6A；
將電流表0.6A的接線柱與燈泡左接線柱相連，滑動變阻器接上邊任意1個接線柱，如下圖所示：

（2）連接好最后一根導線，燈泡立即發(fā)光，說明在連接電路過程中開關沒有斷開；發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，說明電路中的電流太大了，把燈絲燒斷了，這是由于滑動變阻器的滑片沒有移到最大阻值處造成的．
（3）閉合開關，電壓表示數(shù)小等于燈泡額定電壓，為了是燈泡兩端的電壓達到額定電壓值，則移動滑動變阻器滑片P，同時，眼睛應注視電壓表的示數(shù)．使燈泡兩端電壓等于燈泡額定電壓為止．
（4）電壓表的示數(shù)為2V，低于燈泡的額定電壓，要提高燈泡兩端的電壓，根據(jù)分壓原理，需要減小電路電阻，即應將滑片P向B端移動；
因為電流表使用0-0.6A量程，由圖乙可知電流表的分度值為0.02A，燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)為0.2A，
所以燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
此時小燈泡的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω．
滑動變阻器在電路中一方面可以保護電路，另一方面可以改變燈泡兩端電壓；
（5）在探究電流跟電阻的關系的實驗中，保持電壓表示數(shù)始終為如圖丙所示，即保持電阻兩端的電壓為2V不變，
則根據(jù)串聯(lián)電路的電流相同的特點得：I_定值=I_滑動，即：$\frac{{U}_{定值}}{{R}_{定值}}$=$\frac{{U}_{滑動}}{{R}_{滑動}}$，
代入數(shù)據(jù)得：$\frac{2V}{{R}_{定值}}$=$\frac{6V-2V}{{R}_{滑動}}$，
解得R_定值=$\frac{1}{2}$R_滑動；
因為R_滑動≤50Ω，
所以，R_定值=$\frac{1}{2}$R_滑動≤$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω．
故答案為：（1）見解答圖；
（2）連接電路時沒斷開開關；滑動變阻器沒調(diào)到最大阻值；
（3）C；
（4）B；0.5；12.5；改變燈泡兩端的電壓；
（5）25．

點評 本題考查了伏安法測小燈泡額定功率的實驗，考查了連接實物圖、電壓表讀數(shù)、求額定功率、電阻等內(nèi)容，涉及的知識點較多，但都屬于基礎題；知道伏安法測功率的原理是解題的關鍵．