Question

18．在“測定小燈泡的電功率”實驗中，選用如下器材：2節(jié)干電池、額定電壓為2.5V的小燈泡（額定功率小于1W）、電流表、電壓表、滑動變阻器（20Ω  1A）、開關(guān)和導(dǎo)線．如圖甲所示是小明沒有連接完整的電路．

（1）請你在圖甲中補上兩根導(dǎo)線，將電路連接完整．
（2）正確連接電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表示數(shù)幾乎為零，燈泡不發(fā)光，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因可能是燈泡斷路．
（3）排除故障后，小明通過正確操作，得到多組I、U數(shù)據(jù)，作出如圖乙所示的I-U圖象，由圖可知，燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.26A，燈泡的額定功率為0.65W；
（4）圖甲的電路，移動變阻器滑片，不能（選填“能”或“不能”）實現(xiàn)燈泡兩端電壓從零連續(xù)變化到2.5V，其理由是當(dāng)滑片移至變阻器最左端時，電路中電阻最大，流過燈泡的電流最小但不為零，電壓最小也不為零，所以不能實現(xiàn)電壓從零連續(xù)變化．
（5）小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)，在圖甲電路中再補上一根導(dǎo)線，就能實現(xiàn)燈泡兩端電壓從零連續(xù)變化到2.5V．請在圖甲補上這要導(dǎo)線．

Answer 1

分析 （1）本實驗中，滑動變阻器、燈泡、電流表串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)燈泡規(guī)格確定電表量程，由此連接實物；
（2）電流表無示數(shù)，燈不亮，電路可能有斷路，再由電壓表示數(shù)情況分析判斷電路故障的原因；
（3）由圖乙讀出燈泡電壓為2.5V時通過燈泡的電流表，由電功率公式P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，從燈泡有電阻這一角度分析．
（5）若想能實現(xiàn)燈泡兩端電壓從零連續(xù)變化到2.5V，即小燈泡電壓為零時，即小燈泡發(fā)生短路，由此分析即可判斷．

解答 解：（1）測量小燈泡電功率的實驗中，滑動變阻器、燈泡、電流表串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)；
由P=UI可知，燈泡正常發(fā)光電流約為：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.4V}$=0.42A，所以電流表應(yīng)使用0-0.6A量程，滑動變阻器一上一下接入電路中，如圖所示：

（2）電流表示數(shù)幾乎為零，燈不亮，電路可能有斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表到電源間是通路，所以故障原因可能是小燈泡斷路造成的；
（3）由圖乙可知，燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.26A，
燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
（4）由題意可知，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，移動變阻器滑片，移到滑動變阻器的阻值最大，因為燈泡有電阻，所以不能實現(xiàn)燈泡兩端電壓從零連續(xù)變化到2.5V．
（5）因為燈泡有電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，當(dāng)滑動變阻器連入阻值最大時，燈兩端分得的電壓最小，但不能為0，若想能實現(xiàn)燈泡兩端電壓從零連續(xù)變化到2.5V，即小燈泡電壓為零時，即小燈泡發(fā)生短路，故只需將變阻器左下面的接線柱和電源負(fù)極相連即可，如下圖：

故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡斷路；（3）0.26； 0.65；（4）不能； 當(dāng)滑片移至變阻器最左端時，電路中電阻最大，流過燈泡的電流最小但不為零，電壓最小也不為零，所以不能實現(xiàn)電壓從零連續(xù)變化；（5）見上圖．

點評 本題考查了電路故障分析、電表讀數(shù)、滑動變阻器的調(diào)節(jié)、求功率等問題，對電表讀數(shù)時，應(yīng)先確定電表的量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時，視線要與刻度線垂直．