Question

2．在測量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻的實(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，圖甲是未連接完整的實(shí)驗(yàn)電路．

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路連接完整（要求滑動變阻器的滑片P向左移動時(shí)燈泡變亮）．
（2）閉合開關(guān)后，緩慢移動滑動變阻器的滑片p，同時(shí)觀察電壓表（選填“電壓表”或“電流表”）示數(shù)的變化，當(dāng)電壓表的示數(shù)如圖乙所示時(shí)，若要測得小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，滑片P應(yīng)向A（選填“A”或“B”）端移動．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開關(guān)，兩表均有示數(shù)，若將小燈泡從燈座中取走，電壓表有示數(shù)（選填“有”或“無”）．
（4）改變滑片P的位置，獲得多組對應(yīng)的電壓、電流值，繪制了如圖丙所示的I-U圖象，由圖象可知，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是10Ω．該實(shí)驗(yàn)中，可供選擇的滑動變阻器有“5Ω  1A”和“10Ω 0.5A”及“30Ω  1A”，你應(yīng)選擇“10Ω0.5A”．
（5）小李認(rèn)為利用此裝置也可測出小燈泡的額定功率，你若也這樣認(rèn)為，則它的額定功率為0.625W（若不能測出，則填“無法測出”），小李同時(shí)提出，利用此裝置還可探究電流與電壓的關(guān)系，為此，他們小組爭論不休，你認(rèn)為不能（選填“能”或“不能”）．

Answer 1

分析 （1）掌握滑動變阻器的連接方式：一上一下；
（2）要測量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，需使小燈泡兩端的電壓等于額定電壓；
確定電壓表的量程后讀出電壓表的數(shù)值，根據(jù)串分壓的知識或歐姆定律判斷滑動變阻器阻值的變化，得出滑片移動的方向；
（3）掌握斷路的概念及特點(diǎn)，若串聯(lián)電路發(fā)生斷路，則電路中不會有電流，用電器不工作，斷路處的電壓為電源電壓；
（4）根據(jù)圖象確定額定電壓下的電流，根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻的阻值；再根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)求出滑動變阻器的阻值；
（5）根據(jù)P=UI求出其額定功率；探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制導(dǎo)體的電阻一定．

解答 解：（1）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開；滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，P向左移動，燈泡變亮，通過燈泡的電流變大，即電流表的示數(shù)變大，則變阻器的阻值應(yīng)變小，所以下面應(yīng)接左邊接線柱，如圖所示：

（2）實(shí)驗(yàn)中要注意觀察電壓表的示數(shù)，由圖乙知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為1.8V；
要測燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，需使燈泡兩端電壓由1.8增大到2.5V，滑動變阻器兩端電壓要減小，根據(jù)串分壓的知識可知，滑動變阻器連入電路的阻值減小，即滑片向A端移動；
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開關(guān)，兩表均有示數(shù)，若將小燈泡從燈座中取走，此時(shí)電路相當(dāng)于電壓表與滑動變阻器串聯(lián)，由于電壓表的電阻太大，電路中的電流幾乎為零，因此電流表無示數(shù)，而電壓表有示數(shù)（幾乎為電源電壓）．
（4）由圖象可知，當(dāng)小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電壓為2.5V，由圖象可知對應(yīng)的電流為0.25A；因此小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
燈泡正常發(fā)光時(shí)其兩端的電壓為2.5V，滑動變阻器兩端的電壓為U_滑=4.5V-2.5V=2V，
滑動變阻器的最小阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.25A}$=8Ω，所以選擇“10Ω 0.5A”的滑動變阻器；
（5）小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制導(dǎo)體的電阻一定，而小燈泡的電阻隨著溫度的改變而改變，不是定值電阻，所以無法探究電流與電壓的關(guān)系．
故答案為：（1）如上圖；（2）電壓表；A；（3）有；（4）10；“10Ω 0.5A”；（5）0.625W；不能．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)物圖的連接、滑動變阻器的使用、電壓表的讀數(shù)、電路故障的判斷、功率的計(jì)算等．其中實(shí)物圖的連接在實(shí)驗(yàn)題中出現(xiàn)的頻率很高，一定要掌握．