Question

19．在“測(cè)量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω．
（1）陽陽已經(jīng)立案號(hào)如圖甲所示的部分電路，在電路中還有兩根導(dǎo)線沒有連好，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整．要求滑片P在A端時(shí)接入的阻值最大．
（2）開關(guān)試觸時(shí)，若發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)較大，其故障原因可能是燈絲斷了．
（3）排出故障，閉合開關(guān)，陽陽發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)如圖乙所示，為了測(cè)出小燈泡的額定功率，他應(yīng)該吧滑動(dòng)變阻器的滑片向B（A/B）移動(dòng)．
（4）陽陽將實(shí)驗(yàn)中收集的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象填入表中，可得燈泡的額定功率是0.7W．
（5）分析表中數(shù)據(jù)及現(xiàn)象，得到的結(jié)論應(yīng)是同一規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度與小燈泡的實(shí)際功率有關(guān)．
（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，她與同學(xué)們還進(jìn)行了討論與交流：
①小紅同學(xué)認(rèn)為把燈泡換成定值電阻，該實(shí)驗(yàn)可以用來“探究導(dǎo)題中的電流與電阻的關(guān)系”，大家對(duì)這種說法進(jìn)行了肯定（肯定/否定）．
②小強(qiáng)從老師那找來了5Ω，10Ω，15Ω三個(gè)定值電阻，他先將其中的一個(gè)接入電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P，使定值電阻R兩端的電壓為2V電流表示數(shù)如圖丙所示，則R的阻值為5Ω．
③換上10Ω的電阻后，閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)將變大（選填“變大”或“變小”），此時(shí)應(yīng)將滑片P向A（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使用電阻兩端的電壓為2V．

	電壓/V	電流/A	亮暗情況
1	1	0.16	暗
2	1.5	0.22	較亮
3	2.5	0.28	亮

Answer 1

分析 （1）連接實(shí)物電路時(shí)，燈泡、變阻器應(yīng)串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，注意滑動(dòng)變阻器的接線柱選擇；
（2）電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近電源電壓，則故障可能是電壓表并聯(lián)的部分發(fā)生了斷路故障；
（3）讀出電壓表的示數(shù)，若燈泡兩端的電壓低于額定電壓，要使其正常發(fā)光，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的阻值；
（4）根據(jù)表格確定額定電壓下的電流，由公式P=UI計(jì)算出額定電功率；
（5）燈泡的亮暗由其實(shí)際功率決定；
（6）①電流同時(shí)跟電阻和電壓有關(guān)，燈泡換成定值電阻，電阻一定，可以探究電流跟電壓的關(guān)系；
②根據(jù)圖丙讀出電流表的示數(shù)，由R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻值；
③探究電流與電阻的關(guān)系，需保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串分壓的知識(shí)，電阻越大，兩端的電壓越大，從而確定變阻器滑片的移動(dòng)方向．

解答 解：（1）電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；
滑片P在A端時(shí)接入的阻值最大，則滑動(dòng)變阻器的下面應(yīng)連接B接線柱，如圖所示：
．
（2）正確連接后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近電源電壓，則故障可能是燈泡斷路，至使電壓表串聯(lián)在了電路中造成的；
（3）由圖乙知，電壓表的量程為0～3V，示數(shù)為2V，低于額定電壓，要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的阻值，將滑片向B端滑動(dòng)；
（4）由表格中數(shù)據(jù)知，當(dāng)U=2.5V時(shí)，I=0.28A，則額定電功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
（5）由表格中數(shù)據(jù)知，燈泡兩端的電壓越大、通過的電流越大，由P=UI知，其電功率越大，燈泡越亮，可知同一規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度與實(shí)際電功率有關(guān)；
（6）①燈泡換成定值電阻，能保持電阻不變，通過改變電壓來改變電流能探究電流跟電壓的關(guān)系；
②由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，示數(shù)為0.4A，則小燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω；
③由②知，電阻兩端的電壓為2V，換上10Ω的電阻后，電壓表的示數(shù)變大，此時(shí)應(yīng)增大變阻器的阻值，將滑片向A端滑動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2V．
故答案為：（1）見上圖；（2）燈絲斷了；（3）B；（4）0.7；（5）小燈泡的實(shí)際功率；（6）①肯定；②5；③變大；A；2．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，考查了電路的連接、電路故障的分析、電表的讀數(shù)、電功率的計(jì)算、滑動(dòng)變阻器的應(yīng)用及對(duì)控制變量法的應(yīng)用，考查全面，應(yīng)注重理解．