Question

18．小華做測“小燈泡電功率”實驗時，所用器材有電壓為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡，以及符合實驗要求的滑動變阻器、電壓表、電流表、開關、和導線．

（1）如圖甲所示是小華連接完整的實物電路，請你在圖丁虛線框內畫出電路圖；
（2）小華連好電路閉合開關后，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光較暗，無論如何移動滑動變阻器滑片P，小燈泡亮度都不變，則原因可能是同時將滑動變阻器下面的兩個接線柱接入電路．
（3）小華調整電路后閉合開關，移動滑片P到某處．電壓表的示數(shù)為2.2V，要測得小燈泡的額定功率，應將滑片P向右（選填“左”或“右”）端滑動．
（4）小華通過移動滑片P，分別記下多組對應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圖象，由圖象可知小燈泡的電阻是一個變量，這是因為它本身的溫度發(fā)生變化，影響了它的阻值大�。�根據(jù)圖象可計算出小燈泡額定功率是0.5W．
（5）實驗結束后，小華僅將小燈泡換成定值電阻，來探究電流與電阻的關系，小華想要完成四組實驗，準備好的定值電阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω．
①將電路連接正確后，閉合開關，移動變阻器的滑片P，使定值電阻兩端的電壓為1.5V，此時電流表的示數(shù)如圖丙所示，為0.3A，則定值電阻的阻值為5Ω．
②斷開開關，將定值電阻換成阻值為15Ω的電阻，其余不動，閉合開關，電壓表示數(shù)將變大（選填“變大”或“變小”）；為完成這四組實驗，滑動變阻器的最大電阻應不小于45Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗原理設計實驗電路圖
（2）閉合開關，小燈泡亮度較暗，說明電路是通路，但電流較小，原因是電路電阻太大；同時移動滑動變阻器滑片子，燈亮度不變，說明變阻器沒有變阻作用，變阻器接電路方法錯誤；
（3）根據(jù)分壓原理確定滑片移動的方向；
（4）根據(jù)圖丙，找出額定電壓下對應的電流，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；
（5）①根據(jù)電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)歐姆定律求定值電阻的大��；
②根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化；研究電流與電阻的關系時，應保持電壓不變，根據(jù)分壓原理，求出變阻器連入電路中的最小阻值．

解答 解：（1）探究電流與電壓、電阻關系實驗，電源、開關、滑動變阻器、電阻、電流表、組成串聯(lián)電路，電壓表并聯(lián)在電阻兩端，實驗電路圖如圖所示：

（2）滑動變阻器同時將下面的兩個接線柱接入電路；
（3）電壓表的示數(shù)為2.2V，小于燈的額定電壓，要測得最小燈泡的額定功率，要增大燈的電壓，減小變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，就要減小變阻器連入電路中的電阻大小，應將滑片P向右端移動；
（4）由圖象可知小燈泡的電阻是一個變量，這是因為它本身的溫度發(fā)生變化；由圖丙知，燈在2.5V額定電壓下對應的電流為0.2A，燈的額定功率P=U′I′=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）①電流表小量程的分度值為0.02A，示數(shù)為0.3，定值電阻的大小R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω；
②斷開開關，將定值電阻換成阻值為15Ω的電阻，其余不動，閉合開關，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)將變大；當接入25Ω的電阻時，要保持電壓為1.5V不變，變阻器要分去6V-1.5V=4.5V的電壓，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的阻值至少為$\frac{4.5V}{1.5V}$×15Ω=45Ω，即為完成此四組實驗，滑動變阻器的最大電阻應不小于45Ω．
故答案為：（1）如圖；（2）同時將滑動變阻器下面的兩個接線柱接入電路；（3）右；（4）溫度；0.5；（5）①0.3；5； ②變大；45．

點評 本題涉及測量燈的功率和探究電流與電阻的關系兩個實驗，考查電路的連接、實驗注意事項、功率的計算、電功率的計算、器材的選擇、控制變量法的運用等，知識點較多，綜合性強．