Question

6．在“測量小燈泡電功率”的實驗中，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω，有兩個規(guī)格分別為“10Ω  1A”、“50Ω  2A”的滑動變阻器，電源電壓為6V．
（1）本實驗中應選擇規(guī)格為“50Ω2A”的滑動變阻器；圖甲中已有部分電路連好，請用筆畫線代替導線將電路連完整，式變阻器滑片右移時燈泡變暗．
（2）小明同學閉合開關(guān)后，無論如何移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡的亮度很暗且不變，可能的原因是把滑動變阻器的下面兩接線柱接入電路．（寫出一種）
（3）小紅同學閉合開關(guān)，移動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有明顯偏移、電流表無偏移，原因可能是小燈泡斷路．（寫出一種）
（4）小華同學排除各種故障后，移動滑動變阻器的滑片，進行了多次測量，其中小燈泡正常發(fā)光時電流表示數(shù)如圖乙所示為0.24A，小燈泡的額定功率為0.6W．
（5）完成實驗后，小紅還想探究“導體中的電流與導體電阻”的關(guān)系，她選用兩個電阻R₁、R₂（R₁≠R₂），設(shè)計的電路圖如圖丙所示：小紅分別用電壓表測出了R₁、R₂兩端的電壓．請你判斷：通過以上操作，她能探究出“導體中的電流與導體電阻”的關(guān)系嗎？不能（選填“能”或“不能”），你判斷的依據(jù)是：無法控制R₁、R₂兩端的電壓相同．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)小燈泡的額定電壓及電源電壓計算所串聯(lián)電阻的最小阻值．根據(jù)串聯(lián)電路的知識進行分析．
在連接電路時，注意電流表和電壓表的連接方法．電流表串聯(lián)在電路中，電壓表與燈泡并聯(lián)，并注意其量程和正負接線柱的接法．
（2）要正確連接滑動變阻器，若滑動變阻器連接上面兩個接線柱，則滑動變阻器的阻值為0，若滑動變阻器連接下面兩個接線柱，則相當于接入一個定值電阻，其阻值等于滑動變阻器的最大阻值．
（3）小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，則電路斷路，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路；
（4）在進行電流表的讀數(shù)時，注意其量程和分度值．將小燈泡的額定電壓和額定電流代入公式P=UI便可計算出額定電功率．
（5）導體中的電流與導體兩端的電壓和導體的電阻有關(guān)，在探究電流跟一者之間的關(guān)系時，需用控制變量法．

解答 解：（1）根據(jù)串分壓的知識，若滑動變阻器的電阻最大為10Ω，與燈泡的電阻相等，則小燈泡兩端的電壓最小為$\frac{1}{2}$×6V=3V，而其額定電壓為2.5V，所以不能選擇“10Ω 1A”的滑動變阻器，應選擇“50Ω  2A”的滑動變阻器．
將電流表串聯(lián)在電路中，根據(jù)數(shù)據(jù)，應選擇0～0.6A的量程；電壓表應與燈泡并聯(lián)，根據(jù)額定電壓，應選擇0～3V的量程，變阻器滑片右移時燈泡變暗，則變阻器的阻值應變大，下面應接左邊的接線柱，如圖所示：
．
（2）移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡的亮度很暗且不變，說明滑動變阻器的阻值為定值且很大，所以可能連接下面兩個接線柱了．
（3）移動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表無偏移，則電路斷路，電壓表有明顯偏移，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路；
（4）由圖乙知，電流表的量程應為0～0.6A，分度值為0.02A，所以其示數(shù)為0.24A．
根據(jù)公式P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
（5）要探究電流與電阻的關(guān)系，需使電阻兩端的電壓相同．小紅設(shè)計的電路是串聯(lián)，通過兩電阻的電流相等，所以不能得出電流與電阻的關(guān)系．
故答案為：（1）“50Ω  2A”；見上圖；（2）把滑動變阻器的下面兩接線柱接入電路；（3）小燈泡斷路；（4）0.24；0.6；測量不同電壓下小燈泡的電功率；（5）不能；無法控制R₁、R₂兩端的電壓相同．

點評 此題是測量小燈泡的電功率，考查了學生對電路的連接及電功率的計算．同時考查了學生對實際問題的分析．此實驗主要測量不同電壓下的電功率，并注意觀察小燈泡的亮度與實際電壓、實際電功率的關(guān)系，所以要多次測量，但不能求平均值．