Question

1．小明和同學(xué)們在做“測定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V．

（1）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P到某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖乙，若要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向B（填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片放在滑動變阻器阻值最大的位置，但小明未按此要求操作，除了從實(shí)物圖中能直觀地看到滑片所在的位置外，你還能用在實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的哪個實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來證實(shí)這一點(diǎn)？移動滑動變阻器的滑片，燈變暗，或電流表、電壓表的示數(shù)減小；
（3）小明同學(xué)移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的圖象．根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W，該圖象不是直線，主要原因是燈絲電阻隨溫度升高而變大；
（4）小明完成上述實(shí)驗(yàn)后，老師發(fā)觀電流表已壞，老師又給了小明兩個開關(guān)S₁、S₂和定值電阻R=10Ω及導(dǎo)線，小明利用剩余器材和所給的器材，只連接了一次電路，也完成了對小燈泡額定功率的測量．請你畫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的電路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串分壓的知識判斷滑動變阻器阻值的變化，得出滑片的移動方向；
（2）如果滑動變阻器一開始置于最大阻值處，再移動時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)會變大，而如果沒按此要求來做，移動滑片時(shí)，兩電表的示數(shù)都有可能變�。�
（3）從圖象上找到額定電壓對應(yīng)的點(diǎn)，讀出對應(yīng)的電流，利用P=UI計(jì)算額定功率；
該圖象不是直線，即電壓和電流的比值不是定值，說明小燈泡發(fā)光的過程中，影響電阻大小的因素是存在的；
（4）電流表已損壞，只有電壓表，使已知電阻R與燈泡串聯(lián)，間接求燈泡正常工作時(shí)的電流．滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，先使電壓表測燈泡兩端的電壓，調(diào)節(jié)滑動變阻器使燈泡正常工作，再通過開關(guān)的閉合、斷開用電壓表測出燈泡和定值電阻兩端的總電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出定值電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，即為通過燈泡的額定電流，根據(jù)P=UI計(jì)算燈泡額定功率．

解答 解：
（1）由圖乙知，電壓表量程應(yīng)選擇0～3V，分度值為0.1V，所以電壓表示數(shù)為2.2V，低于額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)，所以應(yīng)減小滑動變阻器的阻值，滑動變阻器滑片應(yīng)向B端移動，使電壓表的示數(shù)等于2.5V；
（2）如果滑動變阻器的阻值沒有放在最大處，移動滑片，阻值增大時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)都可能變小，據(jù)此也可判斷其一開始的接入情況；
（3）由圖象知，當(dāng)燈的電壓是2.5V時(shí)，對應(yīng)的電流值為0.2A，額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
小燈泡的電流隨電壓變化的圖象不是一條直線，說明小燈泡的電阻不是定值，并且燈絲的電阻隨電壓的增大而升高，即燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（4）燈泡與已知電阻R、滑動變阻器串聯(lián)，電壓表與開關(guān)S₁、S₂的連接如下圖所示：

故答案為：（1）B；（2）移動滑動變阻器的滑片，燈變暗，或電流表、電壓表的示數(shù)減�。�3）0.5W；燈絲電阻隨溫度升高而變大；（4）見上圖．

點(diǎn)評 本題主要考查學(xué)生對電學(xué)知識的綜合應(yīng)用，尤其是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，這是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)可參考一下：
（1）沒有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測量電阻的阻值時(shí)，一般設(shè)計(jì)成并聯(lián)電路，找電壓相等列等式求出被測電阻；
（2）沒有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測量電阻的阻值時(shí)，一般設(shè)計(jì)成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出被測電阻．