Question

在測2.5V小燈泡（電阻大約為10Ω左右）額定功率的實驗時，小明連接了如圖甲所示的電路，其中電源電壓為6V．

（1）請用筆畫線將圖甲中的電路連接完整．
（2）在連接電路時，有甲“10Ω 1A”和乙“20Ω 1A”兩個滑動變阻器可供選擇，則應(yīng)該選擇變阻器______（填“甲”或“乙”）連入電路，才能保證實驗順利進行．
（3）小明合理地連接好電路，閉合開關(guān)，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器燈泡都不亮．小明分析了產(chǎn)生故障的原因（電流表、電壓表均無故障）．請你依據(jù)表一中電流表、電壓表示數(shù)出現(xiàn)的幾種情況，幫小明判斷故障原因，并將其填寫在表一對應(yīng)的空格里．
表一

電流表	電壓表	故障原因
示數(shù)不為0	示數(shù)為0
示數(shù)為0	示數(shù)不為0

表二

U/V	I/A	R/Ω	P/W	燈泡亮度
2	0.25	8	0.5	暗
2.5				亮
2.8	0.32	9	0.896	很亮

（4）排除故障后，小明調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，使小燈泡兩端電壓分別為2V、2.5V、2.8V，依次測出通過小燈泡的電流，并觀察發(fā)光情況，記錄在表二中．當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙所示，此時小燈泡電阻是______Ω（計算結(jié)果保留兩位小數(shù)）．小燈泡的額定功率是______W．
（5）將圖（甲）中的小燈泡更換成定值電阻，且電路連接完好，還可以完成的實驗是______．
A．探究電流的磁場強弱與電流大小的關(guān)系    B．探究電流與電壓的關(guān)系
C．探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系        D．探究電流與電阻的關(guān)系．

Answer 1

【答案】分析：（1）連接實物圖時，要注意電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表串聯(lián)，變阻器的連接柱應(yīng)一上一下；
（2）選擇變阻器時，要根據(jù)電源電壓與變阻器的最大阻值進行粗略的計算；
（3）短路和斷路是電路中最常見的故障，依次假設(shè)出故障的原因，再分析電路中的現(xiàn)象進行對照；
（4）讀取電流表示數(shù)時要注意看清它的量程和分度值，電燈泡的電阻要用公式R=U/I求出，額定功率則利用P=UI計算；
（5）定值電阻的阻值晚穩(wěn)定，因此根據(jù)歐姆定律可知，電壓與電流的比值是不變的，可利用其來探究電流與電壓的關(guān)系．
解答：解：（1）電路連接如圖所示；
（2）如圖選用最大阻值為10Ω的滑動變阻器，當其阻值為10Ω時，與燈泡平分電源電壓6V，則燈泡兩端的電壓超過其額定電壓2.5V，卻無法再使其變小，因此不合要求．需選取更大的滑動變阻器才行，因此，乙符合要求；
（3）電流表有示數(shù)，說明電路是接通的，電壓表無示數(shù)，說明燈泡兩端沒有電壓，因此，可斷定此時燈泡短路；
電流表無示數(shù)，說明燈泡處不通，電壓表有示數(shù)，說明電壓表處連通，又知道電壓表的內(nèi)阻非常大，因此，可斷定此時燈泡斷路，見下表．

電流表	電壓表	故障原因
示數(shù)不為0	示數(shù)為0	燈泡短路
示數(shù)為0	示數(shù)不為0	燈泡斷路

（4）讀圖可知，電流表所選量程為0～0.6A，分度值為0.02A，其示數(shù)為0.3A．此時小燈泡的電阻R===8.33Ω；此時小燈泡的電功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）燈泡換成定值電阻后，根據(jù)歐姆定律R=U/I，則電壓與電流的比值就是電阻的值，這樣通過調(diào)節(jié)滑動變阻器改變電壓的大小，使電流改變，可分析在阻值一定時，電流與電壓的關(guān)系，故選項B符合題意．
故答案為：（1）如圖；（2）乙；（3）燈泡短路，燈泡斷路；（4）8.33，0.75；（5）B．
點評：測小燈泡功率與測小燈泡電阻的電路圖是完全相同的，因此，我們要重點掌握．連接電路和選擇儀器時結(jié)合實驗?zāi)康�，并注意電表、滑動變阻器的相關(guān)要求．分析電路故障時，重點從“短路”或“斷路”角度進行償試．同時，在這一實驗中，我們還應(yīng)熟練掌握電表的讀數(shù)以及歐姆定律公式、電功率公式的應(yīng)用．