Question

在電學實驗中，物理實驗小組的同學們按照甲圖所示電路圖連接好電路，想同時完成電學的多個實驗．已知電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，還有導線和電流表剩余．電路如圖所示：
（1）請在甲圖中的圓圈內填出電流表與電壓表所在位置；
（2）連接電路時，開關應處于______狀態，滑動變阻器應位于______端；（選填“A”或“B”）
（3）閉合開關，發現電流表無示數，燈泡不亮，請你自選上述剩余器材，檢查故障所在的具體方法：______，應觀察的現象：______；
（4）排除故障后，閉合開關，滑動變阻器的阻值減小時，電流表示數將______，電壓表示數將______（選填“變大”、“變小”或“不變”）；
（5）當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖乙所示，則此時小燈泡的電阻為______Ω，小燈泡的電功率是______W；
（6）在不改變電路元件的前提下，能否利用控制變量法來探究電流與電壓的關系？為什么？______；______．

Answer 1

【答案】分析：（1）電流表應串聯在電路中，電壓表應與被測電路并聯．
（2）為保證電路安全，連接電路時開關應斷開，滑動變阻器滑片應置于阻值最大位置處．
（3）根據電壓表是否有示數分析判斷電路故障原因．
（4）根據串聯電路特點及歐姆定律分析答題．
（5）由圖示電流表確定其量程與分度值，讀出電流表示數，由歐姆定律求出燈泡阻值，由P=UI求出燈泡額定功率．
（6）探究電流與電壓的關系，應控制電阻阻值不變．
解答：解：（1）串聯在電路中的電表為電流表，與燈泡并聯的為電壓表，如圖所示．
（2）連接電路時，開關應處于斷開狀態，滑動變阻器應位于B端，
此時滑動變阻器接入電路的阻值最大．
（3）電流表無示數，說明電路存在斷路，移動滑片看電壓表是否有示數，如果電壓表沒有示數，如果電壓表沒有示數，說明燈泡或滑動變阻器斷路，如果電壓表有示數，說明燈泡斷路．
（4）閉合開關，滑動變阻器接入電路的阻值減小，電路總電阻變小，電源電壓不變，由歐姆定律可得，電路電流將變大，電流表示數變小；滑動變阻器阻值減小，滑動變阻器分壓變小，燈泡分壓變大，電壓表示數變大．
（5）由圖示電流表可知電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表示數為0.3A，∵I=，∴燈泡電阻R==≈8.3Ω，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（6）探究電流與電壓的關系，應控制電阻阻值不變，由于燈泡電阻隨溫度變化為變化，不是定值，所以不能用該實驗裝置探究電流與電壓的關系．
故答案為：（1）如圖所示；（2）斷開；B；（3）移動滑片，觀察電壓表是否有示數；如果電壓表沒有示數，說明燈泡或滑動變阻器斷路，如果電壓表有示數，說明燈泡斷路；（4）變大；變大；（5）8.3；0.75；（6）不能；燈泡電阻隨溫度的變化而變化，不是定值．
點評：對電表讀數時要先確定電表量程與分度值，然后再讀數，讀數時視線要與電表刻度線垂直；探究電流與電壓的關系時，要應用控制變量法，控制電阻阻值不變．