Question

【題目】如圖甲所示是某興趣小組“測量小燈泡電功率”的部分實驗電路，電源電壓恒為 4.5V，小燈泡的額定電壓是 2.5V，燈泡正常發光時的電阻約為 9Ω，電流表（0~0.6A、0~3A）、電壓表（0~3V、0~15V）各有兩個量程：

(1)請在圖甲中用筆畫線代替導線，使其成為完整的電路；

（___________）

(2)連接電路的過程中，開關應______，滑動變阻器的滑片P應滑到______端（選填“A”或“B”）；

(3)閉合開關前，發現電流表指針偏轉如圖乙所示，出現這種情況的原因是______；

(4)解決(3)中問題并檢查電路連接無誤后，閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表的示數接近電源電壓，分析故障的原因可能是______；

(5)排除故障后繼續實驗，測量數據如下表所示：

實驗次數	1	2	3	4	5
發光情況	不亮	微光	較亮	明亮	更明亮
電壓U/A	0.5	1.5	2.0	2.5	3.0
電流I/A	0.16	0.22	0.25		0.3

小燈泡正常工作時的電流表的指針指示如圖丙所示，則小燈泡的額定功率____W；在第1次實驗中，燈泡不亮的原因是______（答出一個原因即可）；

(6)為了完成上述所有實驗數據，則興趣小組所使用的滑動變阻器的最大阻值至少是____Ω；

(7)興趣小組的同學想接著探究“電流與電阻的關系”，于是將圖甲中的小燈泡分別換成10Ω、15Ω、20Ω的三個定值電阻進行實驗，同時用規格為“80Ω1A”的滑動變阻器替換原來的滑動變阻器，移動滑動變阻器的滑片P，為了完成這三次實驗，則定值電阻兩端的電壓能控制的最小值為______V。

Answer 1

【答案】 斷開 A 電流表未調零 燈泡斷路 0.7 燈泡的實際功率過小 25 0.9

【解析】

(1)[1]將滑動變阻器串聯到電路中，如下所示：

(2)[2][3]為保護電路，連接電路的過程中，開關應斷開，滑動變阻器的滑片P應滑到阻值最大處，即A端。

(3)[4]閉合開關前，發現電流表指針不指零，原因是電流表未調零，應先進行調零。

(4)[5]檢查電路連接無誤后，經分析，閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數接近電源電壓，則電路故障是燈泡斷路，而導致電壓表串聯在電路中了。

(5)[6]小燈泡額定電壓是2.5V，如圖丙所示，電流表使用小量程，分度值為0.02A，對應的電流為0.28A，則小燈泡的額定功率

P額=U額I額=2.5V×0.28A=0.7W

小燈泡的額定功率為0.7W。

[7]第1次實驗中，電路中電流，說明電路是通路，但是小燈泡不發光，燈泡不發光的原因是電路中電流太小，燈泡的實際功率過小。

(6)[8]滑動變阻器與小燈泡串聯，當流過小燈泡的電流最小，滑動變阻器有最大值，由串聯電路電流、電壓規律及歐姆定律可知

Rmax===25Ω

滑動變阻器的最大阻值至少是25Ω。

(7)[9]替換后的定值電阻仍然和替換后的滑動變阻器串聯，由串聯電路電壓規律可知，接入最大阻值的定值電阻和阻值最大的滑動變阻器時，定值電阻兩端的電壓為完成實驗所能控制的最小電壓，則

Umin=IminRmax=Rmax=20Ω=0.9V

定值電阻兩端的電壓能控制的最小值為0.9V。