Question

6．在“測定小燈泡的額定功率”試驗(yàn)中，小雨同學(xué)用一個電壓表、一個電流表、一個開關(guān)，電壓為3V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡和一個標(biāo)有“20Ω 1.5A”的滑動變阻器．

（1）在圖甲中連接一根導(dǎo)線（用筆畫線代替），使得閉合開關(guān)后，滑動變阻器滑片向左移動時小燈泡變亮；
（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)．發(fā)生故障的原因可能是A．
A．燈泡斷路       B．燈泡短路       C．滑動變阻器斷路    D．滑動變阻器短路
（3）小強(qiáng)排除故障后閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P到某處，電壓表的示數(shù)為2.2V，要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向左端滑動（選填“左”或“右”）．
（4）乙圖是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪成的U-I圖象，小燈泡的額定功率是0.625W；
（5）小亮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定值電阻R，保持電壓表示數(shù)始終為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）滑動變阻器滑片向左移動時小燈泡變亮，說明滑動變阻器接入電路的阻值變小，因此需將滑動變阻器的左下接線柱接入電路；
（2）燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路故障為斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連；
（3）電壓表示數(shù)小于燈泡額定電壓，為使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，增大燈泡電壓，根據(jù)電路圖確定滑片的移動方向；
（4）根據(jù)圖象讀出當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時通過燈泡的電流，然后利用P=UI求出燈泡的額定功率；
（5）先根據(jù)電壓表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表的示數(shù)；然后根據(jù)串聯(lián)電路的電阻與電壓的關(guān)系，并結(jié)合滑動變阻器的最大阻值解答．

解答 解：（1）使滑動變阻器的左下接線柱與燈泡右接線柱相連，如下圖所示：

（2）燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路故障為斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連；因此電路故障為燈泡斷路，故選A；
（3）電壓表示數(shù)小于燈泡額定電壓，故需減小滑動變阻器兩端電壓，即減小滑動變阻器接入電路的阻值，故將滑片向左移動；
（4）根據(jù)圖乙可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.25A；則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
（5）在探究電流跟電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，保持電壓表示數(shù)為2V不變；則根據(jù)串聯(lián)電路的電流相同的特點(diǎn)得：
I_定值=I_滑動，
即：$\frac{{U}_{定值}}{{R}_{定值}}$=$\frac{U-{U}_{定值}}{{R}_{滑動}}$，
$\frac{2V}{{R}_{定值}}$=$\frac{3V-2V}{{R}_{滑動}}$，
則R_定值=2R_滑動，
因?yàn)镽_滑動≤20Ω，所以R_定值=2R_滑動≤2×20Ω=40Ω．
故答案為：（2）A；（3）左；（4）0.625；（5）40．

點(diǎn)評 本題考查了伏安法測小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，考查了連接實(shí)物圖、故障分析、串聯(lián)電路電流的規(guī)律、歐姆定律和功率計(jì)算公式的應(yīng)用等內(nèi)容，涉及的知識點(diǎn)較多，但都屬于基礎(chǔ)題；知道伏安法測功率的原理是解題的關(guān)鍵．