Question

【題目】小明做“測(cè)小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用器材有：電壓為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡，標(biāo)有“40Ω 1A” 的滑動(dòng)變阻器以及符合實(shí)驗(yàn)要求的電壓表、電流表、開關(guān)和導(dǎo)線。

(1)如圖甲所示是小明連接的實(shí)物電路，圖中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你在連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫出正確的連線___；

(2)小明改正錯(cuò)誤后，閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片P置于最_____端； (選填“左”或“右”)

(3)小明通過移動(dòng)滑片P，分別記下了多組對(duì)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圖像，根據(jù)圖像提供的信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是_____W；

(4)若實(shí)驗(yàn)中電流表壞了，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，小明又用一個(gè)定值電阻R0接在原電路電流表的位置，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片使電壓表示數(shù)為2.5V，接著保持滑片位置不變，將電壓表的__________點(diǎn)(選填“a”或“b”)接線改接到c點(diǎn)，觀察并記錄電壓表示數(shù)U，則小燈泡的額定功率可表示為P額=_____；所選用的定值電阻R0的阻值不得超過___________Ω；

(5) [拓展]實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明保持其它器材不動(dòng)，只將圖甲中的小燈泡換成定值電阻，來探究電流與電阻的關(guān)系，小明準(zhǔn)備好的定值電阻有5Ω、10Ω、 15Ω、 20Ω。要完成這四次探究實(shí)驗(yàn)，則定值電阻兩端電壓的取值范圍是____________。

Answer 1

【答案】 左 0.5 b 2.5 2V-3V

【解析】

(1)[1]如圖所示，電流表與燈泡并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中，是錯(cuò)誤的，正確的連接方法是電流表與燈泡串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，如圖示數(shù)

(2)[2]閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于最大阻值處，按圖中的接法，應(yīng)該遠(yuǎn)離右下接線柱，即左端。

(3)[3]由圖乙可知，燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，通過的電流為0.2A，燈泡的額定功率

(4)[4][5]電壓表測(cè)燈泡兩端電壓，當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，燈泡正常發(fā)光；接著保持滑片位置不變，將電壓表的b點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)，觀察并記錄電壓表示數(shù)U，此時(shí)電壓表測(cè)燈泡與R0串聯(lián)的總電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點(diǎn)可得定值電阻R0兩端電壓

通過定值電阻的電流

根據(jù)串聯(lián)電路電流規(guī)律可知燈泡的額定電流

則燈泡的額定功率

[6]在實(shí)驗(yàn)過程中，因?yàn)殡妷罕磉x用的量程是0~3V，既要測(cè)燈泡的額定電壓，也要測(cè)燈泡與R0串聯(lián)的總電壓，故定值電阻R0的最大電壓不能超過

由可得R0的最大阻值不能超過

(5)[7]因?yàn)殡娏鞅淼牧砍淌?/span>0~0.6A，所以電路中的最大電流是0.6A，當(dāng)接入最小的電阻5Ω時(shí)，電壓表的示數(shù)即為允許的最大電壓

假設(shè)電壓表的最小示數(shù)為UV，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點(diǎn)可得滑動(dòng)變阻器兩端的電壓

根據(jù)串聯(lián)電路中，電壓的分配與電阻大小成正比的關(guān)系得

解得

所以要完成這四次探究實(shí)驗(yàn)，則定值電阻兩端電壓的取值范圍是2~3V。