Question

（2013?宜城市模擬）在“測量小燈泡電功率”的實驗中，小燈泡的額定電壓為2.5伏，電阻大約為10歐，有兩個規(guī)格分別為“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑動變阻器，電源電壓為6伏．
（1）本實驗中應該選擇規(guī)格為

“50Ω2A”

的滑動變阻器；圖1中已有部分電路聯(lián)好，請用筆畫線代替導線將電路連接完整．
（2）某同學閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡的亮度很暗且不變，可能的原因是

將滑動變阻器下面的兩個接線柱同時接入了電路

．
（3）排除故障后，移動滑動變阻器的滑片，進行了多次測量，其中小燈泡正常發(fā)光時電流表示數(shù)如圖2所示，則小燈泡的額定功率為

0.6

W．
（4）完成實驗后，該組同學又找來了幾個不同阻值的電阻代替小燈泡繼續(xù)“探究電壓不變時，電流與電阻的關系”，得到的實驗數(shù)據(jù)如表，該組同學做完第2次實驗后，用15Ω的電阻代替10Ω的電阻，閉合開關后，應將滑動變阻器的滑片P向

B

 端移動（選填“A”或“B”），使電壓表的示數(shù)為

3

V，完成第三次實驗．

次數(shù)	1	2	3	4
電阻/Ω	5	10	15	20
電流/A	0.6	0.3	0.2	0.15

Answer 1

分析：（1）已知燈泡額定電壓與燈泡阻值，由歐姆定律可以求出燈泡正常發(fā)光時的電流；由串聯(lián)電路特點求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，然后由歐姆定律求出此時滑動變阻器接入電路的阻值，根據(jù)該阻值選擇滑動變阻器；
根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表量程，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時的電流確定電流表量程，把電流表、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，連線時要注意滑動變阻器的接法；
（2）燈泡的亮度很暗，說明流過電路的電流較小，可能是電源電壓太小，或者是電路電阻較大，電路是由滑動變阻器與燈泡串聯(lián)而成的，具體根據(jù)滑動變阻器的作用判斷燈泡很暗的原因；
（3）根據(jù)圖示電流表確定電流表量程與最小分度值，然后根據(jù)電流表指針位置讀出電流表示數(shù)；利用P=UI即可求出小燈泡的額定功率；
（4）用15Ω的電阻替換10Ω的電阻，閉合開關后，由于電路總電阻變大，電路電流變小，滑動變阻器兩端電壓變大，由于電源電壓不變，由串聯(lián)電路的特點知，電阻兩端電壓變大，要保持電阻兩端電壓不變，應移動滑動變阻器滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值變大，燈泡兩端的電壓減小，以保證電阻兩端的電壓保持不變．

解答：解：（1）燈泡正常發(fā)光時，電路中的電流：I=

UL

RL

=

2.5V

10Ω

=0.25A；
則滑動變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
此時滑動變阻器接入電路的阻值為：R_滑=

U滑

I

=

3.5V

0.25A

=14Ω，大于滑動變阻器“10Ω1A”的最大阻值，因此應選規(guī)格為“50Ω2A”的滑動變阻器；
燈泡的額定電壓是2.5V，電壓表應選0～3V量程，燈泡正常發(fā)光時的電流約為0.25A，則電流表應選0～0.6A量程，電流表、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖所示；

（2）閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡的亮度很暗且不變，可能的原因是：將滑動變阻器下面的兩個接線柱同時接入了電路；
（3）由電路圖知：電流表量程是0.6A，由圖示電流表知，電流表的最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.24A；
燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（4）由表中實驗數(shù)據(jù)知，電阻兩端的電壓為5Ω×0.6A=3V保持不變；為保證電阻兩端的電壓保持不變，用15Ω的電阻替換10Ω的電阻，閉合開關后，應將滑動變阻器的滑片P向B端移動，使電壓表的示數(shù)為3V，完成第三次實驗；
故答案為：（1）“50Ω 2A”；（2）將滑動變阻器下面的兩個接線柱同時接入了電路；（3）0.6；（4）B；3．

點評：此題是測量小燈泡的電功率，考查了學生對電路的連接、故障分析、電流表讀數(shù)以及電功率的計算．同時考查了學生對實際問題的分析．