Question

6．如圖所示是某同學(xué)在“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中所連接的實(shí)物圖．燈泡的額定電壓是2.5V，電阻約9Ω，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω1A”字樣：

（1）在圖中把電壓表正確連入電路．在開關(guān)閉合前，應(yīng)將滑片P滑至A（選填“A”或“B”）端．
（2）該同學(xué)合理地連接好電路，閉合開關(guān)，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器燈泡都不亮．他分析產(chǎn)生故障的原因可能是；a．小燈泡絲斷了；b．小燈泡短路；c．滑動(dòng)變阻器斷路．（電流表、電壓表均無(wú)故障）請(qǐng)你根據(jù)表一中電流表、電壓表示數(shù)可能出現(xiàn)的幾種情況，幫助判斷故障原因，并將序號(hào)填寫在如表對(duì)應(yīng)的空格里．

電流表	電壓表	故障原因
示數(shù)不為0	示數(shù)為0	b
示數(shù)為0	示數(shù)不為0	a

（3）排除故障后，該同學(xué)調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，使小燈泡兩端電壓分別為2V、2.5V、2.8V，依次測(cè)出通過(guò)小燈泡的電流，并觀察發(fā)光情況，記錄在如表中．當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖所示，此時(shí)小燈泡電阻
是8.33Ω，小燈泡的額定功率是0.75W．（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）

U（V）	I（A）	R（Ω）	燈泡亮度
2	0.25	8	暗
2.5	0.3	8.33	亮
2.8	0.32	8.5	很亮

（4）實(shí)驗(yàn)中小燈泡兩端電壓分別為2V、2.5V、2.8V時(shí)燈絲的電阻大小不一樣，其原因是燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．
（5）將圖中的小燈泡更換成定值電阻，且電路連接完好，還可以完成的實(shí)驗(yàn)是B
A．探究電流的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系B．探究電流與電壓關(guān)系
C．探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系D．探究電流與電阻關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻最大；
（2）燈泡不亮可能是電路斷路或燈泡短路：如果燈泡斷路，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中，測(cè)電源電壓；如果燈泡以外的電路斷路，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表也無(wú)法測(cè)電壓，電壓表示數(shù)為0；如果燈泡短路，電路是通路，電流表有示數(shù)，電壓表測(cè)導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0．
（3）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)小燈泡電阻，根據(jù)P=UI求出小燈泡的額定功率．
（4）小燈泡燈絲的電阻隨溫度的變化而變化；
（5）換為定值電阻，其大小不變，電壓表可測(cè)電阻兩端的電壓，電流表可測(cè)通過(guò)電阻的電流，據(jù)此判斷可完成哪個(gè)實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器在閉合開關(guān)前應(yīng)滑到A端，此時(shí)接入電路的阻值最大．
（2）①燈泡燈絲斷了，電路斷路，電流表示數(shù)為0，電壓表串聯(lián)在電路中，測(cè)電源電壓，示數(shù)不為0，
②燈泡短路，電路是通路，電流表有示數(shù)，電壓表測(cè)導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0，
③滑動(dòng)變阻器開路，電路斷路，電流表示數(shù)為0，電壓表無(wú)法測(cè)電壓，示數(shù)為0．
故表中的兩種故障分別對(duì)應(yīng)的是：b．小燈泡短路；a．小燈泡絲斷了；
（3）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以燈泡正常工作時(shí)的電流為0.3A；
此時(shí)小燈泡電阻為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.33Ω；
小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（4）實(shí)驗(yàn)中小燈泡兩端電壓分別為2V、2.5V、2.8V時(shí)燈絲的電阻大小不一樣，這是因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的變化而變化；
（5）把小燈泡換成定值電阻后，其大小保持不變，由電壓表可測(cè)出電阻兩端的電壓U，電流表可測(cè)流過(guò)電阻的電流，因此利用該電路可完成“探究電流與電壓的關(guān)系”關(guān)系實(shí)驗(yàn)．選B；
故答案為：（1）A；
（2）見下表．

電流表	電壓表	故障原因
示數(shù)不為0	示數(shù)為0	b
示數(shù)為0	示數(shù)不為0	a

（3）8.33； 0.75；
（4）燈絲溫度越高，其電阻越大．
（5）B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器的使用、電路故障的判斷和電流表的讀數(shù)以及電功率的計(jì)算、影響電阻大小的因素，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)．