Question

【題目】為了測(cè)量額定電壓為“2.5V”小燈泡的電功率，已知電源是三節(jié)干電池串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“20Ω1A”，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖．實(shí)驗(yàn)中各元件完好，電源電壓保持不變．

（1）連接電路的過程中開關(guān)應(yīng) ．請(qǐng)你在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，幫小明同學(xué)將電路連接完整．（連線不得交叉）

（2）小明同學(xué)閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表的示數(shù)不為零，電壓表的示數(shù)為零，產(chǎn)生此故障的原因可能是 ．

（3）實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)量小燈泡的額定功率的過程中，由于本實(shí)驗(yàn)器材用的時(shí)間過長，無論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小燈泡兩端的電壓都小于2.5V，小明舉手讓老師更換電池，這時(shí)同組的小紅說不用更換，她說利用現(xiàn)在測(cè)量的電壓和電流求出燈泡的電阻，再根據(jù)P=求出小燈泡的額定功率為0.7W，你認(rèn)為小燈泡的額定功率應(yīng)該 （選填“大于”“小于”或“等于”）0.7W，理由是 ．

（4）跟換了新的電池，完成實(shí)驗(yàn)后，他們兩個(gè)又找來了幾個(gè)不同阻值的電阻代替小燈泡繼續(xù)“探究電壓不變時(shí)，電流與電阻的關(guān)系”，他把5Ω、10Ω、20Ω的電阻分別接入電路，探究電流與電阻的關(guān)系，接入5Ω電阻時(shí)，使電壓表的示數(shù)如圖丙所示，他們能夠完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)嗎？ ，理由是 ．

Answer 1

【答案】（1）斷開；見解析圖；（2）燈泡短路；（3）小于；燈泡的電阻隨電壓的升高而增大，正常發(fā)光時(shí)的電阻大于他計(jì)算出的電阻；

（4）不能；當(dāng)更換20Ω的電阻時(shí)，由于滑動(dòng)變阻器的阻值太小，不能讓定值電阻的兩端電壓為1.5V

【解析】

試題分析：

（1）為了保護(hù)電路，連接電路的過程中開關(guān)應(yīng)斷開；

滑動(dòng)變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)入電路中，如圖所示：

；

（2）電流表的示數(shù)不為零，說明電路為通路；電壓表示數(shù)為零，說明電壓表并聯(lián)的部分可能出現(xiàn)短路，即可能是小燈泡短路；

（3）燈泡電阻隨溫度升高而增大，實(shí)驗(yàn)中小燈泡兩端的電壓都小于2.5V，則功率小于額定功率，溫度比正常發(fā)光時(shí)低，利用現(xiàn)在測(cè)量的電壓和電流求出燈泡的電阻比正常發(fā)光時(shí)小，所以根據(jù)P=計(jì)算出的額定功率偏大，所以額定功率應(yīng)小于0.7W；

（4）探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持不同定值電阻兩端的電壓不變，圖丙中電壓表使用0﹣3V量程，分度值為0.1V，示數(shù)為1.5V，即保持1.5V不變，

電源電壓為3×1.5V=4.5V，所以變阻器要分得電壓為：4.5V﹣1.5V=3V的電壓，

根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理：=，即有：=，

所以變阻器連入電路中的阻值：R滑=×R=×R=2R，而滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“20Ω 1A”，即連入電路中的最大阻值為20Ω，故定值電阻的最大值為=10Ω，即對(duì)20Ω的定值電阻，無論怎樣移動(dòng)滑片，都不能使電壓為1.5V，所以不能完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)．

故答案為：（1）斷開；見解析圖；（2）燈泡短路；（3）小于；燈泡的電阻隨電壓的升高而增大，正常發(fā)光時(shí)的電阻大于他計(jì)算出的電阻；

（4）不能；當(dāng)更換20Ω的電阻時(shí)，由于滑動(dòng)變阻器的阻值太小，不能讓定值電阻的兩端電壓為1.5V．