Question

10．在“測量小燈泡電功率”實驗中，燈泡額定電流為0.3A，燈絲阻值在（10～15）Ω之間，電源電壓恒為6V，滑動變阻器標(biāo)有“50Ω  1A”字樣．
（1）如圖甲，請用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖補(bǔ)充完整．

（2）閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)移至右 端；閉合開關(guān)后，無論怎樣移動滑片P，燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，原因可能是燈泡斷路（寫出一種即可）．
（3）排除故障，當(dāng)電流表示數(shù)為0.3A時，電壓表示數(shù)如圖乙，電壓為4V，小燈泡的額定功率為1.2W
（4）小亮同學(xué)利用該電路探究電流跟電阻的關(guān)系，將燈泡換成定值電阻R，保持電壓表示數(shù)始終為2V，多次更換阻值不同的定值電阻R并記錄電流表示數(shù)．若不更換其他器材，為了能夠完成實驗，更換的電阻阻值不得大于25Ω

Answer 1

分析 （1）先分析電路圖，弄懂電路各元件的連接方式，開關(guān)、電壓表的作用，然后按電路圖連接實物圖；
（2）在連接電路時，為防止電路中電流過大，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到電阻最大位置；小燈泡不亮，原因有二：斷路或短路．具體故障根據(jù)電流表或電壓表示數(shù)確定；
（3）當(dāng)燈泡的電流等于額定電流時，燈泡正常發(fā)光；根據(jù)乙圖讀出電壓表的示數(shù)，由P=UI計算出燈泡的額定電功率；
（4）先根據(jù)電壓表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表的示數(shù)；然后根據(jù)串聯(lián)電路的電阻與電壓的關(guān)系，并結(jié)合滑動變阻器的最大阻值解答．

解答 解：（1）由“測量小燈泡電功率”實驗要求可知，電壓表測L兩端電壓．
先將L₁連接到電源負(fù)極，再把電壓表并聯(lián)在L₁兩端．由題知燈泡額定電流為0.3A，燈絲阻值在（10～15）Ω之間，小燈泡額定電壓大于3V，故電壓表使用0-15V量程．如圖所示：
（2）在連接電路時，為防止電路中電流過大，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到電阻最大位置，即最右端位置；
閉合開關(guān)，燈泡不亮，可能是燈泡短路或電路存在斷路造成的，電流表無示數(shù)，說明電路存在斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源相連通，測量電源電壓，則與電壓表并聯(lián)的燈絲斷了，電壓表串聯(lián)在電路中，即燈泡斷路．
（3）燈泡的額定電流為0.3A，所以當(dāng)電流表示數(shù)為0.3A時燈正常發(fā)光；
由圖知，電壓表的量程為0～15V，示數(shù)為4V，則燈泡的額定功率P=UI=4V×0.3A=1.2W；
（4）在探究電流跟電阻的關(guān)系的實驗中，保持電壓表示數(shù)為2V不變，滑動變阻器標(biāo)有“50Ω 1A”，則根據(jù)串聯(lián)電路的電流相同的特點得：
I_定值=I_滑動，
即：$\frac{{U}_{定值}}{{R}_{定值}}$=$\frac{U-{U}_{定值}}{{R}_{滑動}}$，$\frac{2V}{{R}_{定值}}$=$\frac{6V-2V}{50Ω}$，
則R_定值=25Ω．
故答案為：（1）如上圖；（2）右；  燈泡斷路；   （3）4；   1.2； （4）25．

點評 本題考查了伏安法測小燈泡額定功率的實驗，考查了連接實物圖、故障分析、串聯(lián)電路電流的規(guī)律、歐姆定律和功率計算公式的應(yīng)用等內(nèi)容，涉及的知識點較多，知道伏安法測功率的原理是解題的關(guān)鍵．