Question

【題目】復習電學知識時，小明在實驗室做了“測量小燈泡在不同電壓下的電功率”這個實驗； 實驗中，利用的電源為兩節(jié)舊的蓄電池，小燈泡的額定電壓為 3.5V，滑動變阻器的規(guī)格為（10Ω 1A），電流表（0-0.6A 0-3A）；電壓表(0-3V.0-15V)。

(1)請用筆畫線代替導線將圖中的實物電路連接完整(要求:閉合開關后,滑片向左移動時，燈 泡變亮)；

（____________）

(2)正確連接電路后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表和電壓表也無示數,小明向老師求 助，王老師在不拆開原電路的情況下，借助另一導線就很快找出了故障原因:電流表內部斷路了。王老師找出這個故障的相應操作如下：用導線接在________（選填“電壓表”“電流表” “開關”“燈泡”）兩端時，燈泡及其他元件________（選填“能”“不能”）工作；

(3)當電壓表示數達到 3.5V 時，電流表的示數如圖，則小燈泡的額定功率為________W；

(4)小明先后測量了小燈泡的實際電壓小于額定電壓時的功率和實際電壓等于額定電壓時的功率,當小明想要繼續(xù)測量小燈泡的實際電壓略高于額定電壓時的實際功率時,小明發(fā)現(xiàn)無論怎么調節(jié)滑動變阻器的滑片都無法使電壓表示數大于 3.5V,他可以采取的方法是____________ 。 解決了問題后,他測出了電壓略大于 3.5V 時的燈泡功率, 為了比較燈泡在不同電壓下的功率 關系,他_______ (選填“需要”或“不需要”)重新測量前兩次的實驗數據；

(5)測完小燈泡的電功率之后,小明同學在原電路中換下燈泡,換上 另一種用電器,來測量這種用電器工作時的電功率。小明同學根據他 測量的電流表和電壓表的示數繪制出這種用電器工作時的 U-I 圖像 如圖,接下來,他還想要繪制出該用電器的 P-I2,和 P-U2 圖像,如圖,下列可能正確的是（____________）

A. B. C. D.

(6)完成實驗后,小明繼續(xù)做“探究電流與電阻關系”的實驗,小明所用的四個定值電阻的阻值 分別 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。他將電源電壓換為6V,其他實驗器材和剛才測量小燈泡電功率時一樣,合理選擇電流表電壓表的量程,把電路中的小燈泡取下,把四個定值電阻分別接入電路 中進行探究。如果要保證電路中各元件的安全,且用四個電阻都能順利地完成實驗,則定值電阻 兩端的電壓至多控制為_______ V,至少控制為_______V。

Answer 1

【答案】 電流表 能 1.4 換用兩節(jié)新的蓄電池 不需要 A 5 4

【解析】

（1）閉合開關后，滑片向左移動燈泡要變亮，則須滑片向左移動時滑動變阻器電阻要減小，所以應接左下端接線柱，即將燈泡右端接線柱與滑動變阻器左下端接線柱連接即可。如圖：

（2）故障原因是電流表內部斷路，即電流表電路不通，所以將電流表兩端用導線連接，就可以將電路重新接通，燈泡及其他元件就能工作。

（3）由電路實物圖可知，電流使用0-0.6A量程，分度值為0.02A，其示數為0.4A，燈泡電壓此時為額定電壓3.5V，則小燈泡的額定功率為P=UI=3.5V×0.4A=1.4W。

（4）因實驗使用的電源為兩節(jié)舊的蓄電池，電源電壓太低，才導致無論怎么調節(jié)滑動變阻器的滑片都無法使電壓表示數大于3.5V，所以他應換用兩節(jié)新的蓄電池；因燈泡的實際功率由其實際電壓決定，只要實驗過程中燈泡的電壓調節(jié)符合要求，即可完成實驗，所以不需要重新測量前兩次的實驗數據。

（5）在U-I圖像中，=R為圖線的斜率，由圖像可知，U-I 圖線斜率在減小，即該用電器的電阻在減小。根據P=I2R可得=R，可知P-I2圖線的斜率在減小，故B、D錯誤；根據P=可得=，因該用電器電阻減小，所以在增大，即P-U2 圖線斜率在增大，故A正確，C錯誤。

（6）可合理選擇電流表和電壓表的量程，則電路中的最大電流以滑動變阻器允許通過的電流為準，即I最大=1A。當接入最小的電阻5Ω時，電壓表示數即為允許的最大電壓U最大=R最小I最大=5Ω×1A=5V；因變阻器的最大阻值為10Ω，當變阻器電阻全部連入電路中時，若接入最大的電阻R最大=20Ω，此時電路中的最小電流I最小==0.2A，則定值電阻的最小電壓U最小=I最小R最大=0.2A×20Ω=4V。所以定值電阻兩端的電壓至多控制為5V，至少控制為4V。