Question

16．在測定“小燈泡電功率”的實驗中，小明所在的實驗小組用的電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．他們所設計的實驗電路如圖1所示．

（1）圖2所示電路實物圖中，電壓表選用0-3v的量程，電流表應選用0-0.6A量程
（2）實驗時，閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表有示數，接著下來應進行的操作是移動滑動變阻器滑片，觀察燈泡是否發光．
（3）小剛同學閉排除故障后，閉合開關，移動滑片P到某一點時，電壓表示數（如圖3所示）為2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應將圖1中滑片P向左（選填“左”或“右”）端移動，使電壓表的示數為2.5V．
（4）小麗同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成圖4所示的I-U圖象，根據圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W．細心的小剛提醒小麗不應把滑動變阻器調太小，理論上計算，滑動變阻器最小能調到10Ω．
（5）小明說，利用本實驗提供的器材不可以探究電阻上的電流與電壓的關系，你認為其原因是燈絲電阻隨溫度變化而變化．

Answer 1

分析 （1）根據燈正常工作時的電流確定電流表的量程；
（2）閉合開關，電流表有示數，說明電路為通路，發現小燈泡不亮，有可能是電路中電流較小，燈的實際功率較小所致；
（3）根據電壓表小量程讀數，根據分壓原理確定滑片的移動方向；
（4）由圖象找出額定電壓下對應的電流，根據P=UI求額定功率；根據燈正常工作時的電流求出電路中的最小電阻確定變阻器能連入電路中的最小阻值；
（5）探究電阻上的電流與電壓的關系，應控制電阻不變．

解答 解：（1）燈正常工作時的電流I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以，選用小量程0-0.6A；
（2）閉合開關，電流表有示數，說明電路為通路，發現小燈泡不亮，有可能是電路中電流較小，燈的實際功率較小所致，原因可能是滑動變阻連入電路中的電阻較大所致，所以接著下來應進行的操作是：移動滑動變阻器滑片，觀察燈泡是否發光；
（3）電壓表小量程分度值為0.5V，示數為2V，應增加電壓表示數，減小變阻器分得的電壓，根據分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻，故應向左移動變阻器滑片，使電壓表的示數為2.5V；
（4）由圖4知，額定電壓下的電流大小為0.2A，所以燈的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
由圖4知：燈正常工作時的電流I_L=0.2A，電阻R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}=\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω，所以電路中的最小電阻R_總=$\frac{U}{{I}_{L}}=\frac{4.5V}{0.2A}$=22.5Ω，所以，理論上滑動變阻器阻值最小能調到R_最小=22.5Ω-12.5Ω=10Ω；
（5）探究電阻上的電流與電壓的關系，應控制電阻不變，但因燈絲電阻隨溫度變化而變化，不是一個定值，所以利用本實驗提供的器材不可以探究電阻上的電流與電壓的關系．
故答案為：（1）0-0.6A    
（2）移動滑動變阻器滑片，觀察燈泡是否發光
（3）2； 左；
  （4）0.5； 10；
（5）燈絲電阻隨溫度變化而變化．

點評 本題測定“小燈泡電功率”，考查量程的選擇、常見問題的處理、操作過程、實驗中應注意的問題、影響電阻大小的因素及控制變量法等知識，是中考的熱點問題．