Question

倩倩同學在做“探究小燈泡的亮度與電功率的關系”實驗時，觀察到小燈泡上標有“2.5V”的字樣，燈的額定功率小于1W 滑動變阻器標有“20Ω  1A”字樣，而電源上卻看不到電壓值．
（1）連接電路之前，開關應斷開如圖所示，但電路連接中有一處存在錯誤，請將連接錯誤的導線用“X”標出．用筆畫線代替導線正確連入電路．（要求：滑動變阻器右滑時燈泡變亮）
（2）正確連接電路后，按要求操作，閉合開關時電壓表和電流表示數如圖乙所示．她很快就計算出電源電壓為    V；        
（3）向    （“左”或“右”）移動滑片，電壓表數達    V時，燈正常發光圖丙是燈泡電流與加在燈兩端電壓的關系圖，則小燈泡燈的額定功率為    W；                                   
（4）繼續調節滑動變阻器的滑片，小燈泡發出耀眼的白光后突然熄滅，他會察覺到電壓表指針    ；（選填字母：A、回到0刻度 B、達到滿刻度 C、超過滿刻度）                                            
（5）該探究實驗中，滑動變阻器除了能保護電路元件外，主要作用有：    ；                            
（6）完成實驗后，同組的旦旦同學只改變了電壓表的位置也測出了燈泡的額定功率，如圖丁所示（電源電阻不變），只需改變滑動變阻器的電阻，使電壓表示數為    V，即可測出燈泡的額定功率．在調節滑動變阻器過程中燈泡的功率變化過程是    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）掌握電路的連接，杜絕短路現象的發生，要使滑動變阻器右滑時燈泡變亮，則滑動變阻器的阻值應變小；
（2）閉合開關時，滑動變阻器接入電路電阻最大，根據電流表、電壓表的示數結合滑動變阻器的阻值計算出電源電壓；
（3）根據串分壓的知識，若要增大電阻兩端的電壓，應減小滑動變阻器的阻值；
當燈泡兩端的電壓等于額定電壓時，燈泡正常發光；
根據圖丙確定燈泡正常發光時的電流值，根據P=UI計算出額定功率；
（4）掌握斷路的特點，斷路電路中無電流，斷開處的電壓等于電源電壓；
（5）要測不同電壓時的實際功率，需通過滑動變阻器改變燈泡兩端的電壓；
（6）根據串聯電路電壓的規律，當滑動變阻器兩端的電壓為U-2.5V時，燈泡正常發光，滑動變阻器的阻值變小，則燈泡兩端的電壓增大，電流增大，燈泡的功率最大．
解答：解：（1）由圖知，電壓表和燈泡被短路，應將燈泡與滑動變阻器連接的導線變動一下；
滑動變阻器右滑時燈泡變亮，則滑動變阻器的電阻應變小，所以下面應接右邊的接線柱，如圖所示：
；
（2）閉合開關時，滑動變阻器的阻值最大，為20Ω；
由圖乙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.2A；
電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數為0.5V；
所以U=U_燈+IR_滑=0.5V+0.2A×20Ω=4.5V；
（3）由（2）知，燈泡兩端的電壓太小，應減小滑動變阻器的阻值將滑片向右滑動；
當電壓表示數為2.5V時燈泡正常發光；
由圖象知，當燈泡兩端的電壓為2.5V時，電流為0.12A，所以：
P=UI=2.5V×0.12A=0.3W；
（4）小燈泡發出耀眼的白光后突然熄滅，說明燈泡由于兩端電壓過高而燒壞，發生了斷路，此時燈泡兩端的電壓會等于電源電壓，電壓表超過滿刻度；
（5）該探究實驗中，滑動變阻器除了能保護電路元件外，主要作用是改變燈泡兩端的電壓，測量實際功率；
（6）當燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端的電壓為：U_滑=4.5V-2.5V=2V；
滑動變阻器的阻值減小，燈泡的功率變大．
故答案為：（1）如上圖；（2）4.5；（3）右；2.5；0.3W；（4）C；（5）改變燈泡兩端的電壓；（6）燈泡的功率變大．
點評：此題是測量燈泡的額定功率實驗，考查了實物電路的連接，電流表、電壓表的讀數及歐姆定律的應用，在確定燈泡的額定功率時，關鍵是根據圖象確定額定電壓和電流，其中還涉及到了串分壓的知識及串聯電路中電壓和電流的關系．