Question

小明同學在“測定小燈泡的功率”的實驗中，所用小燈泡的額定電壓是2.5V，電路原理圖和實物圖如圖所示．按實驗要求，他測出了一組實驗數(shù)據(jù)，并記錄了小燈泡亮度的變化情況，結(jié)果如下表所示：

電壓/V	2.00	2.50	2.80
電流/A	0.27	0.30	0.32
亮度變化	暗→亮

（1）請你用筆畫線代替導線，將實物圖連接完整．則小燈泡額定功率是______W．
（2）閉合開關(guān)，接通電路后，電流表、電壓表工作正常，示數(shù)均不為零．移動滑動變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針不隨著發(fā)生變化，則可能的原因是______．
（3）改正電路后進行實驗，測得某次實驗結(jié)果如圖所示，此時電流表的示數(shù)為______A，電壓表的示數(shù)為______V．

（4）在實驗（3）中，你認為該同學的實驗操作不妥之處是______，改進的辦法是______．還可以發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻隨溫度的升高而______．
（5）小明完成實驗整理好器材離開后，他的伙伴小剛接著做同樣的實驗，小剛合理地連接好電路，并按正確的順序操作，但閉合開關(guān)后燈不亮，聰明的小剛猜想有下面幾種可能：A．可能是燈絲斷了B．可能是變阻器斷路C．可能是小燈泡短路D．可能是電流表斷路
根據(jù)小剛的猜想，借助圖中電流表和電壓表驗證小剛的猜想，將電壓表、電流表示數(shù)情況填入下表．

猜想	電流表的讀數(shù)	電壓表的讀數(shù)
如果A成立
如果C成立

（6）小剛解決疑問后，忽然發(fā)現(xiàn)電壓表0～3V檔量程已損壞，小剛?cè)韵霚y出小燈泡的額定功率．他仔細觀察電路，發(fā)現(xiàn)電源電壓為6V，請你幫小剛設(shè)計一個電路，把電路圖畫在虛線框內(nèi)．按照新設(shè)計的電路圖，在測定小燈泡的額定功率時，應調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表讀數(shù)為______V．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)，注意正負接線柱的連接；滑動變阻器一上一下的串聯(lián)在電路中；額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．
（2）在連接好電路后閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片，電表示數(shù)都不變，說明滑動變阻器都接到上面或下面兩個接線柱上．
（3）根據(jù)電壓表、電流表的量程和分度值讀出電表的示數(shù)．
（4）電流表的指針偏轉(zhuǎn)太小，說明量程選擇太大；計算每次的燈絲的電阻后，分析燈絲的溫度與電阻的關(guān)系．
（5）小燈泡串聯(lián)在電路中，如果燈絲斷了，電路處于開路狀態(tài)，電流表沒有示數(shù)，而電壓表只能測電源電壓；
小燈泡短路時，電流表示數(shù)較大，電壓表無示數(shù)．
（6）假如電壓表0～3V量程已損壞，可用0～15V的量程，不過要將電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，當電壓表的示數(shù)等于6V-2.5V=3.5V時，燈兩端的電壓就是2.5V，燈正常發(fā)光．
解答：解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表選0～3V的量程，且與燈泡并聯(lián)，電流從正接線柱流入負接線柱流出；滑動變阻器一上一下的串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

由表中數(shù)據(jù)可知，燈泡的額定功率P=UI=2.50V×0.30A=0.75W．
（2）無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)均不變；移動滑動變阻器滑片，電表示數(shù)都不變，說明變阻器下面兩接線柱接入電路．
（3）電流表選擇的量程為0～3A，分度值為0.1A，所以電流表的示數(shù)為0.2A；
電壓表選擇的量程為0～3V，分度值為0.1V，所以電壓表的示數(shù)為1.2V．
（4）電流表量程選擇太大，應改用小量的電流表；由R=分別計算每次的電阻，得到的電阻分別為：7.4Ω、8.3Ω、8.75Ω，故當電壓增大時，電流也增大，實際功率增大，燈絲的溫度升高，燈絲的電阻變大．
（5）A如果燈絲斷了，整個電路開路，此時電流表示數(shù)為0，而電壓表的示數(shù)接近電源電壓；
C如果小燈泡短路，電壓表兩端相當于用一根導線連接起來，故電壓表的示數(shù)將為0，而電流表的示數(shù)較大，
填表如下；

猜想	電流表的讀數(shù)	電壓表的讀數(shù)
如果A成立		接近電源電壓
如果C成立	較大

（6）將電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，當電壓表的示數(shù)等于6V-2.5V=3.5V時，燈兩端的電壓就是2.5V，燈正常發(fā)光．電路圖如下圖所示．

故答案為：（1）如上圖所示；0.75；（2）變阻器下面或上面兩接線柱接入電路；（3）0.2，1.2；（4）電流表量程選擇太大；應改用小量的電流表；變大；（5）如上表所示；（6）新設(shè)計的電路如上圖所示；3.5．
點評：本題考查的知識點較廣，涉及了實驗題中的各項知識，對學生的知識掌握能力有了更高的要求，同時，該題又不同于以往的實驗題，它既有對基礎(chǔ)知識的考查，又有對知識的變通應用，特別是第（6）問，要靈活的運用串聯(lián)電路的電壓特點．