Question

5．小明做測“小燈泡功率”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，以及符合實驗要求的滑動變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)和導(dǎo)線．
（1）如圖甲所示是小明沒有連接完整實物電路，請用筆畫線代替導(dǎo)線，棒小明將實物電路連接完整；
（2）小明連好電路閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，而電流表示數(shù)為零，則電路存在的故障可能是燈斷路．
（3）排除故障后閉合開關(guān)，移動滑片P到某處，電壓表的示數(shù)為2.2V，要測得最小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向右（選填“左”或“右”）端滑動．
（4）小明通過移動滑片P，分別記錄下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成了如圖乙所示的U-I圖象，根據(jù)圖象提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W．
（5）實驗結(jié)束后，小明僅將小燈泡換成定值電阻，來探究電流與電阻的關(guān)系，小明想要完成四組實驗，準(zhǔn)備好的定值電阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω．
①將電路連接正確后，閉合開關(guān)，移動變阻器的滑片P，使定值電阻兩端的電壓為2V，此時電流表的示數(shù)如圖丙所示，則定值電阻的阻值為11.1Ω．
②斷開開關(guān)，將定值電阻換成阻值為10Ω的電阻，其余不動，閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)將變大（選填“變大”或“變小”）；為完成此四組實驗，滑動變阻器的最大電阻應(yīng)不小于40Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表的量程，電壓表并聯(lián)在燈的兩端；電流表選用小量程，串聯(lián)在電路中；
（2）實驗中，燈不亮，電流表示數(shù)為0，說明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源的兩極連通，則與電壓表并聯(lián)的燈之外的電路是連通的，說明與電壓表并聯(lián)的燈斷路了；
（3）根據(jù)分壓原理確定滑片移動的方向；
（4）根據(jù)圖丙，找出額定電壓下對應(yīng)的電流，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；
（5）①根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律求燈的電阻大��；
②根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化；研究電流與電阻的關(guān)系時，應(yīng)保持電壓不變，根據(jù)分壓原理，求出變阻器連入電路中的最小阻值．

解答 解：（1）燈的額定電壓為2.5V，電壓表選用小量程，并聯(lián)在燈的兩端：電流表選用小量程，串聯(lián)在電路中，如圖所示；

（2）經(jīng)分析，小明練好電路閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，而電流表示數(shù)為零，則電路存在的故障可能是燈泡斷路了；
（3）電壓表的示數(shù)為2.2V，小于燈的額定電壓，要測得小燈泡的額定功率，要增大燈的電壓，減小變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，就要減小變阻器連入電路中的電阻大小，應(yīng)將滑片P向右端移動；
（4）由圖乙知，燈在2V額定電壓下對應(yīng)的電流為0.18A，燈的電阻R=$\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.18A}$=11.1Ω；
（5）①斷開開關(guān)，將定值電阻換成阻值為10Ω的電阻，其余不動，閉合開關(guān)，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)將變大；
當(dāng)接入20Ω的電阻時，要保持電壓為2V不變，變阻器要分去6V-2V=4V的電壓，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的阻值至少為 $\frac{4V}{2V}$×20Ω=40Ω，即為完成此四組實驗，滑動變阻器的最大電阻應(yīng)不小于40Ω．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）燈泡斷路；
（3）右；
（4）0.5；
（5）①11.1；②變大；40；

點評 本題涉及測量燈的功率和探究電流與電阻的關(guān)系兩個實驗，考查電路的連接、實驗注意事項、功率的計算、電功率的計算、器材的選擇、控制變量法的運用等，知識點較多，綜合性強．