Question

9．小亮同學(xué)做測定“小燈泡的額定電功率”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（小燈泡的額定功率小于1W）、滑動變阻器（50Ω1A）、以及符合實驗要求的電表、開關(guān)和導(dǎo)線．如圖（甲）是小亮同學(xué)沒有連接完整的電路．

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖（甲）所示的電路連接完整．
（2）小亮同學(xué)連好電路后閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障可能是燈泡斷路（寫出一種即可）．
（3）小亮同學(xué)移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表的示數(shù)為2.2V，要測量小燈泡的額定功率時，應(yīng)將滑片P向B 端移動（選填“A”或“B“）．當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖（乙）所示，則小燈泡的額定功率是0.5W，此時小燈泡的電阻是12.5Ω．該實驗中滑動變阻器除了保護(hù)電路外還有改變小燈泡兩端的電壓的作用．
（4）小亮利用該電路探究電流跟電阻的關(guān)系，他將小燈泡換成多個定值電阻R，保持電壓表示數(shù)始終為如圖（丙）所示，多次更換阻值不同的定值電阻R，并記錄各次電流表的示數(shù)，若不更換其他器材，為了能夠完成實驗，更換的電阻阻值不能夠大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=UI求出小燈泡的額定電流的最大值，據(jù)此選擇出電流表的量程，并使電流表與小燈泡串聯(lián)；
（2）（2）燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡斷路或燈泡之外的電路斷路；電流表無示數(shù)，可能是電流表斷路或電流表之外的電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；綜合分析可知電路故障為燈泡斷路；
（3）當(dāng)電壓等于燈泡額定電壓燈泡正常發(fā)光，根據(jù)電路圖確定滑片移動方向；由圖示電流表確定電流表量程與分度值，讀出電流表示數(shù)，由P=UI求出燈泡額定功率；根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可求得此時小燈泡的電阻；
實驗中，滑動變阻器除保護(hù)電路外，還可以改變小燈泡兩端的電壓，從而測出多組不同數(shù)據(jù)．
（4）先根據(jù)電壓表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表的示數(shù)；然后根據(jù)串聯(lián)電路的電阻與電壓的關(guān)系，并結(jié)合滑動變阻器的最大阻值解答．

解答 解：（1）由P=UI可得，燈泡中的電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5A}$=0.4A＜0.6A，所以電流表的量程選擇0～0.6A的量程；故將電流表0.6A的接線柱與燈泡左接線柱相連，如下圖所示：

（2）連好電路后閉合開關(guān)，移動滑片變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障可能是小燈泡斷路．
（3）電壓表示數(shù)為2.2V小于燈泡的額定電壓2.5V，要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)向B移動滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值變小，使電壓表示數(shù)增大，當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V時，燈泡正常發(fā)光；
由乙可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.2A，燈泡功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
由I=$\frac{U}{R}$可得，此時小燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
實驗中，滑動變阻器除保護(hù)電路外，還可以改變小燈泡兩端的電壓，從而測出多組不同數(shù)據(jù)．
（4）根據(jù)實物圖和圖丙可知，電壓表量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2V；
在探究電流跟電阻的關(guān)系的實驗中，保持電阻兩端的電壓為2V不變，則根據(jù)串聯(lián)電路的電流相同的特點得：
I_定值=I_滑動，
即：$\frac{{U}_{定值}}{{R}_{定值}}$=$\frac{U-{U}_{定值}}{{R}_{滑動}}$=$\frac{2V}{{R}_{定值}}$=$\frac{6V-2V}{{R}_{滑動}}$，
則R_定值=$\frac{1}{2}$R_滑動，
因為R_滑動≤50Ω，所以R_定值=$\frac{1}{2}$R_滑動≤$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡斷路；（3）B；0.5；12.5；改變燈泡兩端電壓；（4）25．

點評 本題考查了連接實物電路圖、實驗注意事項、電表讀數(shù)、額定功率的計算以及滑動變阻器的作用等問題；連接實物電路圖時要注意電表量程的選擇以及正負(fù)接線柱的接法；對電表讀數(shù)時，要先確定電表量程與分度值，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．