Question

（2012?南通模擬）在測2.5V小燈泡（電阻大約為10Ω左右）額定功率的實驗時，小明連接了如圖甲所示的電路，其中電源電壓為6V．
（1）請用筆畫線將圖甲中的電路連接完整．
（2）在連接電路時，有甲“10Ω 1A”、乙“20Ω 0.2A”和丙“30Ω 0.5A”三個滑動變阻器可供選擇，則應(yīng)該選擇變阻器

丙

（填“甲”、“乙”或“丙”）連入電路，才能保證實驗順利進行．
（3）小明合理地連接好電路，閉合開關(guān)，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器燈泡都不亮．小明分析了產(chǎn)生故障的原因（電流表、電壓表均無故障），請你依據(jù)表一中電流表、電壓表示數(shù)出現(xiàn)的幾種情況，幫小明判斷故障原因，并將其填寫在表一對應(yīng)的空格里．
表一：

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

表二：

U/V	I/A	R/Ω	P/W	燈泡亮度
2	0.25	8	0.5	暗
2.5				亮
2.8	0.32	9	0.896	很亮

（4）排除故障后，小明調(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，依次測出通過小燈泡的電流，并觀察發(fā)光情況，記錄在表二中．當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙所示，此時小燈泡電阻是

8.33

Ω（計算結(jié)果保留兩位小數(shù)），小燈泡的額定功率是

0.75

W．
（5）分析表格中的數(shù)據(jù)可知燈泡的亮度由

實際功率

決定．
（6）將圖甲中的小燈泡更換成定值電阻（有多種阻值電阻可選用）后，下列實驗還可以完成的是

C

①探究電流的磁場強弱與電流大小的關(guān)系    ②探究電流與電壓的關(guān)系
③探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系        ④探究電流與電阻的關(guān)系
A．①②．   B．②③④．    C．②④．     D．③④

Answer 1

分析：（1）根據(jù)小燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)；根據(jù)歐姆定律求出額定電流確定電流表的量程，且與燈泡串聯(lián)，注意電表的正負接線柱；滑動變阻器連接線柱要一上一下串聯(lián)入電路中．
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出小燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的電阻值，即可選擇合適的滑動變阻器．
（3）燈泡不亮可能是電路斷路或燈泡短路：如果燈泡斷路，電流表無示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中，測電源電壓；如果燈泡以外的電路斷路，電流表無示數(shù)，電壓表也無法測電壓，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)，電壓表測導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0．
（4）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出燈泡正常發(fā)光時的電流，根據(jù)歐姆定律求出此時小燈泡電阻，根據(jù)P=UI求出小燈泡的額定功率．
（5）分析表中數(shù)據(jù)找出決定燈泡亮度的因素．
（6）已知電阻值，電路可測電阻兩端的電壓，流過電阻的電流，據(jù)此判斷可完成哪個實驗．

解答：解：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程選3V，且與燈泡并聯(lián)；燈泡的額定電流約為I=

2.5V

10Ω

=0.25A＜0.6A，故電流表選0.6A的量程，且與燈泡串聯(lián)，注意電表的正負接線柱；滑動變阻器連接線柱要一上一下串聯(lián)如電路中．電路圖如圖所示．

（2）當(dāng)燈正常發(fā)光時，電路中的電流約為I=0.25A，
滑動變阻器兩端的電壓約為U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
變阻器連入的電阻為R=

U滑

I

=

3.5V

0.25A

=14Ω＞10Ω，
所以滑動變阻器選丙“30Ω 0.5A”．
（3）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)，電壓表測導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0，
③滑動變阻器開路，電路斷路，電流表示數(shù)為0，電壓表無法測電壓，示數(shù)為0．

電流表	電壓表	故障原因
示數(shù)不為0	示數(shù)為0	燈泡短路
示數(shù)為0	示數(shù)不為0	燈泡斷路

（4）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的電流為0.3A；
此時小燈泡電阻為R=

U

I

=

2.5V

0.3A

≈8.33Ω；
小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（5）由表知，隨燈泡電壓U的增大，流過燈泡的電流I增大，燈泡逐漸變亮，燈泡的實際功率P=UI增大；
由此可見：小燈泡的亮暗由小燈泡的實際功率決定．
（6）把小燈泡換成定值電阻后，電阻阻值R，已知，由電壓表可測出電阻兩端的電壓U，電流表可測流過電阻的電流，因此利用該電路可完成“探究電流與電壓的關(guān)系”關(guān)系實驗，故選C．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）丙；（3）如上表所示；（4）8.33；0.75；（5）實際功率；（6）C．

點評：本實驗考查了電壓表與電流表的連接方法、求燈泡額定功率、決定燈泡亮度的因素、電路故障的分析等，考查內(nèi)容較多；分析表中所給數(shù)據(jù)，由表中數(shù)據(jù)獲取所需信息是解題的關(guān)鍵；要加強對實驗數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)．