Question

小明同學(xué)在“測(cè)定小燈泡的功率”的實(shí)驗(yàn)中，所用小燈泡的額定電壓是2.5V，電路原理圖和實(shí)物圖如圖所示．按實(shí)驗(yàn)要求，他測(cè)出了一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并記錄了小燈泡亮度的變化情況，結(jié)果如下表所示：

電壓/V	2.00	2.50	2.80
電流/A	0.27	0.30	0.32
亮度變化	暗→亮

（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將實(shí)物圖連接完整．則小燈泡額定功率是______W．
（2）閉合開(kāi)關(guān)，接通電路后，電流表、電壓表工作正常，示數(shù)均不為零．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針不隨著發(fā)生變化，則可能的原因是______．
（3）改正電路后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得某次實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，此時(shí)電流表的示數(shù)為_(kāi)_____A，電壓表的示數(shù)為_(kāi)_____V．

（4）在實(shí)驗(yàn)（3）中，你認(rèn)為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作不妥之處是______，改進(jìn)的辦法是______．還可以發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻隨溫度的升高而______．
（5）小明完成實(shí)驗(yàn)整理好器材離開(kāi)后，他的伙伴小剛接著做同樣的實(shí)驗(yàn)，小剛合理地連接好電路，并按正確的順序操作，但閉合開(kāi)關(guān)后燈不亮，聰明的小剛猜想有下面幾種可能：A．可能是燈絲斷了B．可能是變阻器斷路C．可能是小燈泡短路D．可能是電流表斷路
根據(jù)小剛的猜想，借助圖中電流表和電壓表驗(yàn)證小剛的猜想，將電壓表、電流表示數(shù)情況填入下表．

猜想	電流表的讀數(shù)	電壓表的讀數(shù)
如果A成立
如果C成立

（6）小剛解決疑問(wèn)后，忽然發(fā)現(xiàn)電壓表0～3V檔量程已損壞，小剛?cè)韵霚y(cè)出小燈泡的額定功率．他仔細(xì)觀察電路，發(fā)現(xiàn)電源電壓為6V，請(qǐng)你幫小剛設(shè)計(jì)一個(gè)電路，把電路圖畫(huà)在虛線框內(nèi)．按照新設(shè)計(jì)的電路圖，在測(cè)定小燈泡的額定功率時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表讀數(shù)為_(kāi)_____V．

Answer 1

解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表選0～3V的量程，且與燈泡并聯(lián)，電流從正接線柱流入負(fù)接線柱流出；滑動(dòng)變阻器一上一下的串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

由表中數(shù)據(jù)可知，燈泡的額定功率P=UI=2.50V×0.30A=0.75W．
（2）無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)均不變；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電表示數(shù)都不變，說(shuō)明變阻器下面兩接線柱接入電路．
（3）電流表選擇的量程為0～3A，分度值為0.1A，所以電流表的示數(shù)為0.2A；
電壓表選擇的量程為0～3V，分度值為0.1V，所以電壓表的示數(shù)為1.2V．
（4）電流表量程選擇太大，應(yīng)改用小量的電流表；由R=分別計(jì)算每次的電阻，得到的電阻分別為：7.4Ω、8.3Ω、8.75Ω，故當(dāng)電壓增大時(shí)，電流也增大，實(shí)際功率增大，燈絲的溫度升高，燈絲的電阻變大．
（5）A如果燈絲斷了，整個(gè)電路開(kāi)路，此時(shí)電流表示數(shù)為0，而電壓表的示數(shù)接近電源電壓；
C如果小燈泡短路，電壓表兩端相當(dāng)于用一根導(dǎo)線連接起來(lái)，故電壓表的示數(shù)將為0，而電流表的示數(shù)較大，
填表如下；

猜想	電流表的讀數(shù)	電壓表的讀數(shù)
如果A成立	0	接近電源電壓
如果C成立	較大	0

（6）將電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，當(dāng)電壓表的示數(shù)等于6V-2.5V=3.5V時(shí)，燈兩端的電壓就是2.5V，燈正常發(fā)光．電路圖如下圖所示．

故答案為：（1）如上圖所示；0.75；（2）變阻器下面或上面兩接線柱接入電路；（3）0.2，1.2；（4）電流表量程選擇太大；應(yīng)改用小量的電流表；變大；（5）如上表所示；（6）新設(shè)計(jì)的電路如上圖所示；3.5．
分析：（1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)，注意正負(fù)接線柱的連接；滑動(dòng)變阻器一上一下的串聯(lián)在電路中；額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．
（2）在連接好電路后閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電表示數(shù)都不變，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器都接到上面或下面兩個(gè)接線柱上．
（3）根據(jù)電壓表、電流表的量程和分度值讀出電表的示數(shù)．
（4）電流表的指針偏轉(zhuǎn)太小，說(shuō)明量程選擇太大；計(jì)算每次的燈絲的電阻后，分析燈絲的溫度與電阻的關(guān)系．
（5）小燈泡串聯(lián)在電路中，如果燈絲斷了，電路處于開(kāi)路狀態(tài)，電流表沒(méi)有示數(shù)，而電壓表只能測(cè)電源電壓；
小燈泡短路時(shí)，電流表示數(shù)較大，電壓表無(wú)示數(shù)．
（6）假如電壓表0～3V量程已損壞，可用0～15V的量程，不過(guò)要將電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，當(dāng)電壓表的示數(shù)等于6V-2.5V=3.5V時(shí)，燈兩端的電壓就是2.5V，燈正常發(fā)光．
點(diǎn)評(píng)：本題考查的知識(shí)點(diǎn)較廣，涉及了實(shí)驗(yàn)題中的各項(xiàng)知識(shí)，對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握能力有了更高的要求，同時(shí)，該題又不同于以往的實(shí)驗(yàn)題，它既有對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的考查，又有對(duì)知識(shí)的變通應(yīng)用，特別是第（6）問(wèn)，要靈活的運(yùn)用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)．