Question

1．在“測定小燈泡的額定功率”實驗中，小明同學用一個電壓表、一個電流表、一個開關(guān)、電壓為恒為6V的電源、額定電壓為3.8V的小燈泡和一個標有“20Ω  1.5A”的滑動變阻器，小燈泡的額定功率小于2W，設(shè)計如圖甲所示的電路．

（1）連接電路時開關(guān)應(yīng)處于斷開（閉合/斷開）狀態(tài)．
（2）請用鉛筆畫線代替導(dǎo)線，按照圖甲所示的電路圖，將圖乙的實物電路連接完整（要求滑片向左移動小燈泡變亮）
（3）在實驗中，若電壓表示數(shù)為2V，為了使燈兩端電壓達到3.8V，必須將滑片向左（左/右）調(diào)節(jié)；當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖丙，則小燈泡的額定功率為1.52W；
（4）完成上述實驗后，小明把小燈泡更換成定值電阻（如圖�。�，利用原電路繼續(xù)探究“電流與電阻”的關(guān)系：實驗時，小明先將5Ω電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表示數(shù)為2V，記下對應(yīng)的電流；再將5Ω的電阻更換為10Ω電阻，將滑動變阻器適當向右（左/右）移動，使電壓表示數(shù)仍為2V；當小明再換接15Ω的電阻，發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，都不能使電壓表示數(shù)為2V，分析其可能的原因滑動變阻器的阻值偏小（答出一種情況即可）．請你在不增減器材的條件下幫小明解決這個問題，完成實驗，你的方法是：適當提高定值電阻兩端的電壓．

Answer 1

分析 （1）為了保護電路，連接電路時應(yīng)斷開開關(guān)；
（2）根據(jù)小燈泡的額定功率和額定電壓，利用I=$\frac{P}{U}$計算出小燈泡的額定電流，選擇合適的電流表量程；
根據(jù)電路圖連接實物圖，注意電流表量程的選擇，滑動變阻器按一上一下的原則接入電路；
（3）燈泡電壓小于額定電壓，為使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)移動滑動變阻器滑片使滑動變阻器接入電路的阻值減小，使燈泡電壓變大，根據(jù)滑動變阻器的接法判斷滑片的移動方向；當燈泡電壓等于額定電壓時，燈泡正常發(fā)光；由電功率公式P=UI可以求出燈泡電功率．
（4）換用較大的電阻后，根據(jù)串分壓的關(guān)系，電壓表的示數(shù)會變大，則應(yīng)增大滑動變阻器的阻值減小電阻兩端的電壓，保持電壓表的示數(shù)不變；
換接15Ω電阻時，根據(jù)串分壓的知識，電壓表的示數(shù)變大，為使電壓表的示數(shù)不變，所需滑動變阻器的阻值更大，電壓表的示數(shù)無法達到2V，可能是滑動變阻器的阻值太小或是定值電阻兩端的電壓保持太低或是電源電壓太高造成．

解答 解：（1）為了保護電路，連接電路時應(yīng)斷開開關(guān)；
（2）小燈泡的額定電壓為3.8V，小燈泡的額定功率小于2W，
由P=UI，可得小燈泡的額定電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2W}{3.8V}$≈0.53A＜0.6A，電流表應(yīng)選0～0.6A的量程；
根據(jù)電路圖可知，電流從正極出發(fā)，依次經(jīng)過開關(guān)、滑動變阻器、小燈泡、電流表，回到負極，電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，
滑動變阻器上端接線柱已經(jīng)接入電路，將滑動變阻器下端的接線柱與開關(guān)右端的接線柱連接，電流表選擇0～0.6A的量程，將小燈泡0.6A接線柱與小燈泡左端接線柱連接；
實物圖連接如下圖：

（3）電壓表示數(shù)2V小于燈泡額定電壓3.8V，由電路圖可知，應(yīng)向左移動滑動變阻器滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值變小，燈泡兩端的電壓變大，當電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓3.8V時，燈泡正常發(fā)光，燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
（4）將5Ω的電阻換為10Ω后，電壓表的示數(shù)變大，所以應(yīng)增大滑動變阻器的阻值，將滑片向右滑動，保持電壓表的示數(shù)為2V，并讀出電流表的示數(shù)；
換接15Ω電阻時，根據(jù)串分壓的知識，電壓表的示數(shù)變大，為使電壓表的示數(shù)不變，所需滑動變阻器的阻值更大，電壓表的示數(shù)無法達到2V，可能是滑動變阻器的阻值太小或是定值電阻兩端的電壓保持太低或是電源電壓太高造成；在不改變電路和器材的前提下，針對這一問題，改進的方法是：適當提高定值電阻兩端的電壓，如：保持定值電阻兩端的電壓為2.6V不變．
故答案為：（1）斷開；（2）見上圖；（3）左；1.52；（4）右；滑動變阻器的阻值偏��；適當提高定值電阻兩端的電壓．

點評 本題考查了選擇連接電路圖、實驗操作、滑動變阻器的調(diào)節(jié)、求燈泡功率等問題，是實驗的�？紗栴}，一定要掌握；要根據(jù)燈泡正常發(fā)光時的電路電流選擇電流表量程；連接電路圖時，注意電流表量程的選擇、滑動變阻器的接法．