Question

4．在測量小燈泡電功率的實驗中，實驗室所提供的器材有：電源（電壓恒為6V），額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω的小燈泡，電流表、電壓表、開關各一個，導線若干．滑動變阻器規格有“10Ω    1A”，“50Ω    1.5A”兩個．

（1）圖甲是小明連接的部分實物圖，請你用筆畫線代替導線，將實物圖連接完整；
（2）檢查電路連接無誤后，將滑動變阻器的滑片置于A端（選填“A或B”），閉合開關后，小明立即發現小燈泡發光過亮不能進行實驗，為了完成實驗，接下來他的操作是：斷開開關，換接“50Ω1.5A”滑動變阻器重新實驗；
（3）小明改進電路后，閉合開關，改變滑動變阻器的阻值，記下各組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制如圖乙所示的I-U圖象，根據圖象可知小燈泡的額定功率是0.625W；圖中從原點到M點再到N點的曲線，反映燈絲的電阻是變化的，其原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（4）實驗中，某同學的小燈泡先由暗變亮，然后發出耀眼的光后被燒壞，為了避免燈絲燒斷，請你提出在調節滑動變阻器的過程中應注意的事項：緩慢調節滑動變阻器的滑片，同時觀察電壓表的示數，使其不能超過小燈泡額定電壓值的1.2倍．

Answer 1

分析 （1）電流表串聯在電路中，電壓表并聯在小燈泡兩端，滑動變阻器串聯并且一上一下接線，連接電路；
（2）閉合開關前，將滑片置于阻值最大處，根據連接確定移動方向；閉合開關后，小燈泡發光過亮，是由于所使用滑動變阻器阻值太小；
（3）利用曲線圖和額定電壓，確定燈泡的電流，再利用P=UI求出電功率；分析曲線變化確定小燈泡的電阻變化．
（4）為防止燈泡被燒壞，調節滑動變阻器可以觀察電壓表的示數來進行．

解答 解：
（1）根據電流表串聯在電路中，電壓表并聯在小燈泡兩端，滑動變阻器串聯并且一上一下接線，連接電路；如下圖：

（2）閉合開關前，將滑片置于阻值最大處，根據連接確定滑片應該置于A端；閉合開關后，小燈泡發光過亮，是由于所使用滑動變阻器阻值太小；即使用了“10Ω、lA”的變阻器；
為了完成實驗，接下來他的操作應該是：斷開開關，換接“50Ω    1.5 A”滑動變阻器重新實驗；
（3）根據圖象可知U=2.5V時，I=0.25A，則P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
圖中從原點到M點再到N點的曲線；可以看出小燈泡兩端電壓增大，電流也隨著增大，反映燈絲的電阻是變化的．
（4）為了避免燈絲燒斷，緩慢調節滑動變阻器的滑片，同時觀察電壓表的示數，使其不能超過小燈泡額定電壓值的1.2倍，進行實驗．
故答案為：（1）見上圖；（2）A；斷開開關換接“50Ω    1.5 A”滑動變阻器重新實驗；
（3）0.625；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（4）緩慢調節滑動變阻器的滑片，同時觀察電壓表的示數，使其不能超過小燈泡額定電壓值的1.2倍．

點評 本題考查了連接電路的注意事項、連接實物圖、電路故障的判斷等，串聯電路特點和歐姆定律的應用．是常見的實驗探究題類型，要掌握好．