Question

15．在探究2.5V小燈泡（電阻大約10Ω）額定功率的實驗時．同學們設計如圖甲所示電路圖，其中電源電壓為6V，滑動變阻器選擇的是“10Ω1A”．
（1）通過觀察，同學們發現上面選擇的器材有問題，無法測出小燈泡的額定功率，請你寫出所選器材的不合理之處：滑動變阻器的阻值太小（或電源電壓太大）．
（2）經過調整后，請根據電路圖用筆畫線代替導線，將乙圖中的元件連成電路．
（3）調節滑片P的位置，使小燈泡正常發光，這時電流表的示數如圖丙所示，則該燈泡的額定功率是0.75W．

（4）小紅這一組同學想用圖乙所示裝置來探究電流跟電壓的關系．他們把2Ω的電阻接入原來小燈泡的位置，調節滑動變阻器依次測得數據如下表所示．

次數	電阻R=2Ω
	電壓（V）	電流（A）
1	1	0.5
2	1.6	0.8
3	2	1

根據上表，他們就歸納出結論；在電阻不變的情況下，導體中的電流跟它兩端的電壓成正比．
請你對他們的實驗少進行評估：電流超過電流表的量程，有燒壞電流表的可能，數據是編造的，要完成實驗應換用電流表大量程．

Answer 1

分析 （1）根據歐姆定律求出燈的額定電流，根據串聯電路電壓的規律求出燈正常發光時滑動變阻器連入電路中的阻值，與其規格比較得出結論；
（2）根據電路圖連接實物電路，注意連接的順序和方式，特別是電流表、電壓表量程的選擇和滑動變阻器的接法；
（3）當燈泡兩端的電壓等于額定電壓時，燈泡正常發光，根據丙圖讀出電流值，由P=UI計算出其電功率的值；
（4）從電流表量程考慮．

解答 解：（1）燈泡正常發光時，電路中的電流大約為：
I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓：
U_滑=U_總-U=6V-2.5V=3.5V，
由歐姆定律的變形公式，則滑動變阻器的最大阻值至少為：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.25A}$=14Ω＞10Ω，
現有滑動變阻器選擇的是“10Ω1A”．
即變阻器的最大電阻小于14Ω，無論怎樣移動變阻器滑片，電壓表示數無法達到2.5V，所以無法測出小燈泡的額定功率；
（2）因燈正常光時的電流為0.25A，電流表與燈泡串聯，選擇0～0.6A的量程，電壓表與燈泡并聯，應選擇0～3V的量程；根據電路圖連接實物圖，如下圖所示：
；
（3）要使燈泡正常發光，兩端電壓應為2.5V，由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.3A，則燈的額定功率：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）圖乙裝置中，電流表選用小量程，而第2、3次實驗電流超過電流表的量程，有燒壞電流表的可能，數據是編造的，要完成實驗應換用電流表大量程．
故答案為：（1）滑動變阻器的阻值太小（或電源電壓太大）；（2）見上圖；（3）0.75；（4）電流超過電流表的量程，有燒壞電流表的可能，數據是編造的，要完成實驗應換用電流表大量程．

點評 本題探究2.5V小燈泡（電阻大約10Ω）額定功率，考查對器材的要求、電路的連接、額定功率的計算及對實驗方案的評估．