Question

（2013?崇安區二模）在“測量小燈泡電功率”的實驗中，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω，其中滑動變阻器的規格為“10Ω  1A”．

（1）為順利完成實驗，現有電壓為4.5V和6V的兩電池組可供選擇，則

A

．
A．只能選擇4.5V的電池組       B．只能選擇6V的電池組
C．兩電池組均可選用            D．須將其變成10.5V的電池組使用
（2）圖中已有部分電路連好，請用筆畫線代替導線將電路連接完整．
（3）某組同學閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發現燈泡的亮度很暗且不變，可能的原因

滑動變阻器接線時，接了下面兩個接線柱

．另一組同學閉合開關后，發現燈不亮，但電流表有示數，電壓表無示數，則可能的原因是

小燈泡被短路

．
（4）排除故障后，移動滑動變阻器的滑片，進行了多次測量，其中小燈泡正常發光時電流表示數如右圖所示，小燈泡的額定功率

0.6

 W
（5）完成實驗后，該組同學又找來了幾個不同阻值的電阻代替小燈泡繼續“探究電壓不變時，電流與電阻的關系”，得到的實驗數據如下表．該組同學做完第2次實驗后，用15Ω的電阻替換10Ω的電阻，閉合開關后，應將滑動變阻器的滑片P向

B

端移動（選填“A”或“B”），使電壓表的示數為

3

 V，完成第三次實驗．

次數	1	2	3	4
電阻Ω	5	10	15	20
電流A	0.6	0.3	0.2	0.15

Answer 1

分析：（1）額定電壓下燈泡的電壓和額定電壓相等，根據歐姆定律求出此時電路中電流的大約值，再根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的電阻，最后結合滑動變阻器的最大阻值即可判斷所需電源的電壓．
（2）根據燈泡的額定電壓和額定電流確定電表的量程，且電壓表與燈泡并聯，電流表與燈泡串聯，滑動變阻器按一上一下的原則與開關串聯．
（3）燈泡的亮度很暗且不變，說明電路中的電阻很大，且滑片移動，電阻不變，可能是滑動變阻器接了下面兩個接線柱；
燈不亮，但電流表有示數，便可排除斷路，電壓表無示數，則可能是燈泡短路；
（4）根據圖2讀出電流表的讀數，由P=UI計算出電功率；
（5）要探究電流和電阻的關系，需保持電壓不變，根據表格中數據計算出電壓表的示數；
根據串分壓的知識，電阻變大，兩端的電壓變大，要減小電阻兩端的電壓，需增大滑動變阻器的阻值．

解答：解：（1）由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，
當燈泡正常發光時電路中的電流大約為I=

UL

RL

=

2.5V

10Ω

=0.25A，
若電源的電壓U=4.5V，則滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，滑動變阻器接入電路的電阻R_滑=

U滑

I

=

2V

0.25A

=8Ω＜10Ω，此電源可用；
若電源的電壓U=6V，則滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，滑動變阻器接入電路的電阻R_滑=

U滑

I

=

3.5V

0.25A

=14Ω＞10Ω，故6V或大于6V的電源不可用；
（2）電流表與燈泡串聯，由（1）知，可選擇0～0.6A的量程，電壓表與燈泡并聯，如圖所示：

（3）移動滑動變阻器的滑片，發現燈泡的亮度很暗且不變，可能的原因是滑動變阻器同時接了下面兩個接線柱；
燈不亮，但電流表有示數，電壓表無示數，則可能的原因是燈泡短路；
（4）由圖2知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.24A，則P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（5）由表格中數據知，電阻兩端的電壓為U=IR=0.6A×5Ω=3V；
用15Ω的電阻替換10Ω的電阻，電壓表的示數會變大，則應將滑片向B端滑動，增大滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數保持3V不變．
故答案為：（1）A；（2）見上圖；（3）滑動變阻器接線時，接了下面兩個接線柱；小燈泡被短路；（4）0.6；（5）B；3．

點評：此題是“測量小燈泡電功率”的實驗，考查了電路故障的分析，實物電路的連接，同時考查了電流表的讀數及電功率的計算，特別是（5）問中，要探究電流和電阻的關系，需保持電壓表的示數不變，根據表格中數據確定電壓表的示數及根據串分壓的知識判斷滑動變阻器的阻值變化是難點．