Question

12．在測量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中，選擇了一個額定電壓為2.5V，額定電流小于0.3A的小燈泡來做實(shí)驗(yàn)，電源電壓恒為3V，且保持不變．

（1）小明同學(xué)按如圖甲的電路圖的電路圖連接好了實(shí)物圖，請用鉛筆代替導(dǎo)線把圖乙的實(shí)物圖連接完整．
（2）在連接導(dǎo)線的過程中，開關(guān)應(yīng)該斷開．
（3）正確連接好電路后，閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有較小示數(shù)，他接下來應(yīng)該進(jìn)行的操作是B．
A．更換燈泡    B．調(diào)節(jié)滑動變阻器   C．更換電源  D．把開關(guān)斷開，再閉合
（4）小華同學(xué)所在實(shí)驗(yàn)小組利用他們所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，把滑動變阻器的滑片從阻值最大位置滑到某一適當(dāng)位置的過程中，得到了如下幾組數(shù)據(jù)：

次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	2	1.5	1	0.5	0.1
電流I/A	0.1	0.14		0.2	0.22

①第3次實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)如圖丙所示，此時電流表示數(shù)I=0.18A；小華組分析了表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并檢查了實(shí)驗(yàn)電路，發(fā)現(xiàn)造成這種現(xiàn)象的原因是電壓表并聯(lián)在了滑動變阻器兩端了．
②由表中數(shù)據(jù)可知：小燈泡的額定功率為P=0.5W，隨著燈泡溫度的升高，小燈泡的電阻變大（選填“變大”“變小”或“不變”），滑動變阻器的最大值為20Ω．

Answer 1

分析 （1）將電壓表小量程并聯(lián)在燈的兩端；
（2）在連接導(dǎo)線的過程中，開關(guān)應(yīng)該斷開；
（3）正確連接好電路后，閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有較小示數(shù)，說明電路為通路，接下來應(yīng)該進(jìn)行的操作是調(diào)節(jié)滑動變阻器；
（4）①認(rèn)清電流表小量程分度值讀數(shù)；根據(jù)表中數(shù)據(jù)變化的特點(diǎn)判斷出造成這種現(xiàn)象的原因；
②根據(jù)上面的分析，確定額定電壓下對應(yīng)的電流，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；求出對應(yīng)電壓下燈的電阻大小得出結(jié)論；根據(jù)表中數(shù)據(jù)，由歐姆定律求滑動變阻器的最大值．

解答 解：（1）因燈的額定電壓為2.5V，小于3V，所以電壓表選用小量程，將電壓表并聯(lián)在燈的兩端，如下圖所示：

（2）在連接導(dǎo)線的過程中，為保護(hù)電路元件，開關(guān)應(yīng)斷開，經(jīng)檢查無誤后才能閉合開關(guān)；
（3）正確連接好電路后（滑動變阻器連入電路中的電阻最大），閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有較小示數(shù)，說明電路中電流較小，燈的實(shí)際功率遠(yuǎn)小于燈的額定功率，故燈不亮，他接下來應(yīng)該進(jìn)行的操作是：調(diào)節(jié)變阻器的滑片，使變阻器連入電路中的電阻減小，觀察電路的情況；
（4）①電流表小量程的分度值為0.02A，示數(shù)為0.18A；
在正常情況下，變阻器連入電路中的電阻越大，電路的總電阻越大，電流表示數(shù)越小，燈兩端的電壓越小，電壓表示數(shù)越�。�但從表中數(shù)據(jù)可以看出，電流越大，電壓表示數(shù)卻越小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)，所以可判斷出電壓表沒有并聯(lián)在燈的兩端，而是并聯(lián)在變阻器的兩端了；
②由上面的分析知，當(dāng)燈正常發(fā)光時，電壓表示數(shù)即變阻器的電壓為3V-2.5V=0.5V，所以燈的額定電功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
表中5次實(shí)驗(yàn)燈兩端的電壓等于電源電壓與電壓表示數(shù)的差，分別為1V、1.5V、2V、2.5V、2.9V，對應(yīng)的電流分別為0.1A、0.14A、0.18A、0.2A、0.22A，由P=UI知，燈的電功率逐漸增大，燈的溫度逐漸升高；根據(jù)歐姆定律可求出對應(yīng)的電阻大小分別為10Ω、10.7Ω、11.1Ω、12.5Ω、13.2Ω．由此得出的結(jié)論是：隨著燈泡溫度的升高，小燈泡的電阻變大；
根據(jù)分壓理，當(dāng)變阻器兩端的電壓最大時，變阻器連入電路中的電阻最大，當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時，通過的電流為
0.1A，所以此時變阻器連入電路中的電阻R_變=$\frac{{U}_{變}}{{I}_{變}}=\frac{2V}{0.1A}$=20Ω．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）斷開；
（3）B   
（4）①0.18； 電壓表并聯(lián)在了滑動變阻器兩端了；    ②0.5；   變大；  20Ω．

點(diǎn)評 本題測量小燈泡的電功率，考查電路的連接、操作過程、電功率的計(jì)算及對數(shù)據(jù)的處理能力等知識，是中考的熱點(diǎn)問題．