Question

5．小明在測(cè)定小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，選用的電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．
（1）連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開，電流表的量程應(yīng)選 0--0.6 A．

（2）用筆畫線代替導(dǎo)線，連接完整如圖a所示的實(shí)物電路．
（3）閉合開關(guān)前，圖中滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于A （選填“A”或“B”）端．
（4）閉合開關(guān)，移動(dòng)變阻器的滑片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)，原因可能是小燈泡燈泡斷路 （選填“短路”或“斷路”）．
（5）排除故障后，閉合開關(guān)、移動(dòng)滑片P至電壓表的示數(shù)如圖b所示，其讀數(shù)為2.2 V；要獲得小燈泡額定功率的數(shù)據(jù)，滑片P應(yīng)向B （選填“A”或“B”）移動(dòng)．
（6）改變滑片P的位置，獲得多組對(duì)應(yīng)的電壓、電流值，繪制得如圖c所示的I-U圖象．由圖象可知，小燈泡兩端電壓是1.5V時(shí)，其電阻是10Ω，額定功率是0.5 W．
（7）小燈泡的電阻是變化的，若在每次調(diào)節(jié)中，滑動(dòng)變阻器接入電阻的阻值減小了△R₁，小燈泡的阻值變化了△R₂，則△R₁＞△R₂（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
（8）最后，小明還想利用這個(gè)電路探究“電流和電壓的關(guān)系”你認(rèn)為他不能（選填“能”或“不能”）得到正確結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)．
由燈泡的電壓和電阻計(jì)算電流，確定電流表的量程．
（2）電流表與燈泡串聯(lián)測(cè)燈泡電流，注意正負(fù)接線柱．
（3）閉合開關(guān)前，滑片處于最大阻值處．
（4）燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路，燈泡斷路時(shí)，電路斷路，電路中沒有電流，電流表無示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)量電源電壓；
燈泡短路時(shí)，電路總電阻減小，電路電流增大，電流表示數(shù)增大，電壓表測(cè)量導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0．
燈泡以外的地方斷路，整個(gè)電路都處于斷開狀態(tài)，燈泡不亮，電壓表和電流表都沒有示數(shù)．
（5）電壓表讀數(shù)：確定使用的量程，確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格各代表多少．
電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，燈泡電壓增大時(shí)，電路電流增大，總電阻減小，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻減�。�
（6）由圖象得到燈泡在1.5V時(shí)的電流，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算電阻，根據(jù)P=UI計(jì)算功率．
（7）根據(jù)電流的變化判斷出總電阻的變化，得出電阻變化的大小關(guān)系．
（8）探究電壓與電流的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，要控制電阻阻值不變，據(jù)此分析答題．

解答 解：（1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，防止連接完最后一根導(dǎo)線，電路接通，損壞元件．
燈泡電流大約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A＜0.6A，電流表選擇0～0.6A量程．
（2）電流表與燈泡串聯(lián)測(cè)燈泡電流，電流從正接線柱流出，從負(fù)接線柱流出，如圖．

（3）滑動(dòng)變阻器接入右半段，滑片處于A端，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大．
（4）燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電路斷路，電壓表有示數(shù)，電壓表與電源連通，燈泡斷路．
（5）電壓表選擇0～3V量程，每一個(gè)大格代表1V，每一個(gè)小格代表0.1V，電壓為2.2V，
電壓表測(cè)燈泡電壓，要使燈泡在額定電壓2.5V時(shí)工作，燈泡電壓需要從2.2V增大到2.5V，需要增大電路電流，減小滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻，滑片向B端移動(dòng)．
（6）由圖象知，燈泡在1.5V時(shí)的電流為0.15A，所以燈泡電阻為：R′=$\frac{U'}{I'}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω．
燈泡在2.5V時(shí)的電流為0.2A，所以P=UI″=2.5V×0.2A=0.5W．
（7）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，電路中的電流變大，燈泡的亮度變大，燈絲的電阻變大；由于總電壓不變，電路中的電流變大，可知電路中的總電阻變小，所以變阻器減小的阻值大于燈泡增大的阻值，即△R₁＞△R₂．
（8）探究電流與電壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，要可知電阻阻值不變，由于燈泡電阻隨溫度升高而增大，燈泡電阻不是定值，因此不能利用這個(gè)電路也可以探究電流與電壓的關(guān)系．
故答案為：（1）斷開；0.6；（2）如圖；（3）A；（4）燈泡斷路；（5）2.2；B；（6）10；0.5；（7）＞；（8）不能．

點(diǎn)評(píng) （1）補(bǔ)全實(shí)物連接圖時(shí)，主要考慮電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器：電壓表量程根據(jù)燈泡的額定電壓或電源電壓來確定，電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端．根據(jù)燈泡的額定電壓和電阻，或根據(jù)燈泡的額定電壓和額定功率，來判斷電流表的量程，電流表串聯(lián)在電路中．滑動(dòng)變阻器有4個(gè)接線柱，選擇一上一下接線柱接入電路，使滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中．
（2）對(duì)于故障問題，在連接好電路，剛剛閉合開關(guān)時(shí)，燈泡不亮，可能是電流太小，可能是燈泡斷路或短路．先通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片判斷是通路還是故障，再由電流表示數(shù)判斷是短路還是斷路，再由電壓表判斷故障的具體位置．
（3）從圖象中搜尋已知條件是最近兩年的中考熱點(diǎn)．