Question

4．在“測量小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓恒定為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發光時的電阻約為10Ω，所用滑動變阻器的規格為“50Ω 1A”．
（1）請用筆畫線代替導線甲甲圖中未完成的實物電路連接完整．

（2）在閉合開關前，變阻器的滑片應放在右（填“左”或“右”）端．
（3）當閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表和電壓表都有示數，此時應當進行的操作是A（選填字母序號）
A．將滑片移動到適當位置
B．更換小燈泡
C．改變電流表量程
D．增大電源電壓
（4）當燈泡L正常發光，此時電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定電功率是0.6W．
（5）小勇繼續調節滑動變阻器的過程中，小燈泡突然熄滅，電壓表示數變大（填“變大”、“變小”或“不變”），經檢查發現燈絲燒斷．
（6）某同學還想探究電流與電阻的關系，于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R，并使電壓表的示數始終保持2V不變，多次更換阻值不同的定值電阻R，記錄各次電流表的示數，在不更換其他器材的情況下，為了能夠完成實驗，他更換的定值電阻R的阻值不能大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）電壓表與燈并聯，由歐姆定律求出燈正常工作時的電流大小，確定電流表量程與燈串聯，將變阻器的最大電阻接入電路中；
（2）在閉合開關前，變阻器的滑片應放在阻值最大的位置；
（3）為保護電路，連接電路時，變阻器連入電路中的電阻最大；電流表和電壓表都有示數，說明電路為通路，燈不亮是因為電流過小的原因，據此確定操作；
（4）根據圖乙電流表小量程讀數，根據P=UI求燈的額定功率；
（5）燈泡突然燒斷，燈泡斷路，電壓表兩極直接與電源兩極相連，電壓表測電源電壓，據此判斷電壓表示數的變化；
（6）探究電流與電阻的關系時，控制電壓表示數不變，根據串聯電路電壓的規律，求出變阻器分得的電壓，根據分壓原理求出定值電阻的最大值．

解答 解：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表與燈并聯，正常發光時的電阻約為10Ω，燈的額定電流：
I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
電流表選用小量程與燈串聯，將變阻器的最大電阻接入電路中，如下所示：

（2）在閉合開關前，變阻器的滑片應放在阻值最大的位置，即右端；
（3）當閉合開關，電流表和電壓表都有示數，說明電路為通路，發現小燈泡不亮，可能是因為電路中電流過小的原因，電路中的電阻過大的原因，此時應當進行的操作是：將滑片移動到適當位置，選A；
（4）當燈泡L正常發光，此時電流表的示數如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數為0.24A，則小燈泡的額定電功率是：
P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（5）實驗中小燈泡的燈絲突然被燒斷，電壓表串聯在電路中，電壓表示數約等于電源電壓，所以電壓表的示數變大；
（6）探究電流與電阻的關系，電壓表的示數始終保持2V不變，根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓：
U_滑=6V-2V=4V，電壓表示數是變阻器的電壓是$\frac{2V}{4V}$=$\frac{1}{2}$倍，
根據分壓原理，定值電阻R_定=$\frac{1}{2}$R_滑，因變阻器的最大電阻為50Ω，為了能夠完成實驗，他更換的定值電阻R的阻值不能大于$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω．
故答案為：（1）如上所示；（2）右；（3）A； （4）0.6；（5）變大； （6）25．

點評 本題測量小燈泡電功率，考查電路的連接、注意事項、反常現象的分析、額定功率的計算，同時還考查了電流與電阻的關系實驗及控制變量法的運用，綜合性較強．