Question

16．在測(cè)定“小燈泡額定電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小紅所在的實(shí)驗(yàn)小組用的電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω，所用滑動(dòng)變阻器R（20Ω 1A），他們所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示．

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物電路甲補(bǔ)充完整．（導(dǎo)線不能交叉）
（2）電路甲正確連接后，在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于左（選填“左”或“右”）端．
（3）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則電路故障原因是燈泡斷路．
（4）排除故障后，小紅同學(xué)閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖乙所示為2V，若她想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向右（選填“左”或“右”）端移動(dòng)，在移動(dòng)變阻器滑片的過程中，眼睛應(yīng)注視電壓表的示數(shù)，直至燈泡正常發(fā)光．
（5）小紅同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W．
（6）若將圖甲中小燈泡換成定值電阻，其他元件不變，下列實(shí)驗(yàn)可完成的是B
A．探究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系
B．探究電流與電壓的關(guān)系
C．探究電流與電阻的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，電流表應(yīng)與燈泡串聯(lián)，同時(shí)注意量程選擇；
（2）為保護(hù)電路，滑片應(yīng)片于最大阻處；
（3）在判斷故障時(shí)，電壓表的示數(shù)的變化很關(guān)鍵，若電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源能相通，若無示數(shù)，說明電壓表與電源不能相通；
（4）由圖丙根據(jù)電壓表量程和分度值，讀出電壓表示數(shù)；燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓等于額定電壓，由此根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理分析滑片的移動(dòng)方向，同時(shí)觀察電壓表的讀數(shù)，使燈泡兩端電壓等于額定電壓；
（5）小燈泡的額定功率指小燈泡在正常工作時(shí)的功率，根據(jù)圖象，當(dāng)小燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，讀出電流值，根據(jù)P=UI計(jì)算；
（6）完成每個(gè)實(shí)驗(yàn)各需要什么器材，各需要控制什么，需要改變什么，分析本實(shí)驗(yàn)器材是否能滿足實(shí)驗(yàn)要求．

解答 解：（1）燈的額定電壓為2.5V小于3V，故電壓表選用0-3V量程，將電壓表并聯(lián)在燈的兩端，小燈泡正常工作時(shí)的電流：I=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{燈}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A＜0.6A，電流表應(yīng)選擇0--.6A量程且與燈泡串聯(lián)，如圖1所示；
（2）在開關(guān)閉合前，為防止電路的電流過大而損壞電路，滑片P應(yīng)片于最大阻值處，由圖可知，P應(yīng)位于左端；
（3）電壓表并聯(lián)在燈的兩端有示數(shù)，而燈不亮，說明小燈泡的兩接線柱接觸不良或小燈泡與燈座接觸不良即燈泡斷路；
（4）由圖乙可知，電壓表采用0-3V量程，最小分度為0.1V，可讀出示數(shù)為2.0V；燈泡此時(shí)電壓低于額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，變阻器滑片P應(yīng)向右端移動(dòng)，以減小變阻器連入阻值，減小其分得電壓，同時(shí)觀察電壓表的示數(shù)為2.5V；
（5）據(jù)圖象能看出，燈泡在2.5V的額定電壓下的電流是0.2A，故燈泡的額定功率是P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（6）A、根據(jù)Q=I²Rt，探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系時(shí)，控制電流和通電時(shí)間不變，只有一個(gè)定值電阻，不能改變電阻，無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)器材不能完成；
B、探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，控制電阻不變，通過滑動(dòng)變阻器改變定值電阻兩端的電壓，來探究電流與電壓的關(guān)系．本實(shí)驗(yàn)器材能完成；
C、探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，保證電壓一定，改變電阻大小，只有一個(gè)定值電阻，不能改變電阻，無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)器材不能完成．
故選B．
故答案為：（1）如圖1；（2）左；（3）燈泡斷路；（4）2；右；電壓表；（5）0.5；（6）B．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)小燈泡額定電功率，考查電路的連接、實(shí)驗(yàn)的操作過程，識(shí)圖讀圖的能力、功率的計(jì)算等知識(shí)，難度中等．