Question

一只小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時的電流約為0.3A．小雨同學想測量這個小燈泡的額定功率，實驗室中有如下器材：
一個電壓表、一個電流表、一個開關，電壓為6V的電源，兩個規(guī)格分別為“10Ω  1A”和“50Ω 0.5A”的滑動變阻器，導線若干．

（1）小雨連接了甲圖所示的實物圖的一部分，通過分析你認為小雨選用的滑動變阻器規(guī)格應該為________．“50Ω 0.5A”
．
（2）請你用筆畫線代替導線，將電路連接完整（要求：滑動變阻器的滑片P向左滑動時燈泡變暗）．
（3）電路正確連接后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，出現(xiàn)這一故障的原因可能是________．
（4）排除故障后，進行了三次測量，測量數(shù)據(jù)如下表．當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙所示，此時電流為________A；小燈泡的額定功率為________W．

電壓U/V	1	2.5	2.8
電流I/A	0.18		0.28

（5）利用所給器材，該實驗裝置________（選填“能”或“不能”）用來驗證歐姆定律中的電流與電壓的關系．

Answer 1

解：（1）燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端的電壓
U_滑=U-U_燈泡=6V-2.5V=3.5V，滑動變阻器接入電路的電阻R=≈11.67Ω＞10Ω，所以應選擇
“50Ω 0.5A”的滑動變阻器；
故答案為：“50Ω 0.5A”．
（2）開關、滑動變阻器、燈泡串連接入電路，電壓表并聯(lián)在電路兩端，電路圖如圖所示；
故答案為：電路圖如圖所示．
（3）電路正確連接后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，
出現(xiàn)這一故障的原因可能是小燈泡斷路；
故答案為：小燈泡斷路．
（4）由圖知，電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.26A，
燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
故答案為：0.26；0.65．
（5）要驗證歐姆定律中的電流與電壓的關系，應保持電阻阻值不變，但小燈泡的電阻隨燈泡兩端電壓的變化而變化，所以利用此實驗裝置不能用來驗證歐姆定律中的電流與電壓的關系．
故答案為：不能．
分析：（1）根據(jù)串聯(lián)電路的特點求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，然后由歐姆定律求出此時滑動變阻器接入電路的阻值，根據(jù)這個阻值，判斷選擇哪個滑動變阻器；
（2）開關、滑動變阻器、燈泡串連接入電路，電壓表并聯(lián)在電路兩端，注意滑動變阻器的接法；
（3）小燈泡不亮，可能是燈泡斷路或短路或燈泡之外的電路存在斷路；電流表無示數(shù)，可能是電路斷路或電流表短路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；綜合分析可知電路故障是小燈泡斷路；
（4）確定電流表的量程、最小分度值，由圖讀出電流表的示數(shù)；根據(jù)公式P=UI求出小燈泡的功率；
（5）要驗證歐姆定律中的電流與電壓的關系，應保持電阻阻值不變，但小燈泡的電阻隨燈泡兩端電壓的變化而變化，所以利用此實驗裝置不能用來驗證歐姆定律中的電流與電壓的關系．
點評：本題考查了實驗器材（滑動變阻器）的選擇、連接電路圖、電路故障分析、電流表讀數(shù)、求燈泡功率等，考查的內(nèi)容較多，是實驗的常考內(nèi)容，需要掌握；實驗器材的選擇原則：
①安全性原則：所選器材應保證電路安全，電阻阻值不能太小、電壓表量程與電流表量程不應太小，電源電壓不要太大，以免損壞電路元件．
②精確性原則：所選電壓表、電流表量程要合適，不要太大，方便讀數(shù)，減小讀數(shù)誤差，使測量值更準確．
③方便操作 在保證安全的前提下，滑動變阻器的阻值盡可能小些，方便操作．
④經(jīng)濟性原則 使電路消耗的功率盡可能地�。�