Question

14．學(xué)校實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買了一批額定電壓為2.5V的小燈泡，小明利用其中一只小燈泡做“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)．（滑動(dòng)變阻器的型號(hào)為“20ΩlA”）

（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，幫小明將圖甲中的電路連接完整，要求：圖中的滑片P此刻在最大阻值處：
（2）小明連接完電路后閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)接近電源電壓，反復(fù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表的示數(shù)基本不變．發(fā)生故障的原因可能是滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱，或者燈泡斷路．
（3）小明同學(xué)排除故障后閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，同時(shí)眼睛應(yīng)注視B（選填序號(hào)）．
A．小燈泡亮度    B．電壓表示數(shù)    C．電流表示數(shù)    D．滑動(dòng)變阻器滑片
（4）小明同學(xué)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P到某處時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，要獲得小燈泡額定功率的數(shù)據(jù)，滑片P應(yīng)向右（選填“左”或“右”）端移動(dòng)：當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為0.75W；
（5）小明還利用該電路探究電流跟電阻的關(guān)系，他將小燈泡換成多個(gè)定值電阻R，保持電壓表示數(shù)始終2V，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(shí)驗(yàn)，更換的電阻阻值不能夠大于40Ω．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路中，根據(jù)圖中的滑片P此刻在最大阻值處確定其接線柱；
（2）根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（3）小燈泡兩端的電壓等于額定電壓時(shí)，小燈泡才會(huì)正常發(fā)光時(shí)，燈泡的實(shí)際功率等于額定功率；
（4）讀出電壓表示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理分析滑片的移動(dòng)方向；燈泡正常發(fā)光時(shí)，讀出電流表的示數(shù)，燈泡在額定電壓下的功率為額定功率，由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率；
（5）根據(jù)串聯(lián)電路電壓和電流的規(guī)律，運(yùn)用I=$\frac{U}{R}$可求電阻的最大阻值．

解答 解：
（1）測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)與燈泡串聯(lián)，圖中的滑片P此刻在最大阻值處所以應(yīng)將其右下角接線柱接入電路．如圖所示：
；
（2）如果滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱，或者燈泡斷路，閉合開(kāi)關(guān)，電壓表壓表的示數(shù)接近電源電壓，反復(fù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表的示數(shù)基本不變；
（3）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，眼睛應(yīng)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，故選B．
（4）由乙圖電壓表使用0-3V量程，分度值0.1V，電壓表的示數(shù)為2.4V，低于燈泡的額定電壓，要提高燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，需要減小電路電阻，即應(yīng)將滑片P向右端移動(dòng)；
由圖丙可知，電流選擇的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，此時(shí)電流表示數(shù)是0.3A，
燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）由圖電源由兩節(jié)干電池組成，電源電壓3V，根據(jù)題意可知，保持電壓表示數(shù)為2V不變，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓保持1V不變，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，變阻器連入阻值最大時(shí)，定值電阻R阻值最大，R_大=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{{U}_{R}}{\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑最大}}}$=$\frac{2V}{\frac{1V}{20Ω}}$=40Ω．
故答案為：
（1）見(jiàn)上圖；
（2）滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱；斷路；
（3）B；
（4）右；0.75；
（5）40．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了伏安法測(cè)小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，考查了連接實(shí)物圖、電路故障的判斷、電表讀數(shù)、滑動(dòng)變阻器的使用、電功率的計(jì)算，還考查了探究電流跟電阻的關(guān)系，綜合性較強(qiáng)，有一定的難度．