Question

14．在“測定小燈泡的額定功率”實驗中，小雨同學用一個電壓表、一個電流表、一個開關，電壓為3V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡和一個標有“20Ω 1.5A”的滑動變阻器．

（1）本實驗的實驗原理是P=UI
（2）在圖甲中連接一根導線（用筆畫線代替），使得閉合開關后，滑動變阻器滑片向左移動時小燈泡變亮；
（3）閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表有示數，電壓表無示數．發生故障的原因
可能是B．
A．燈泡斷路       B．燈泡短路       C．滑動變阻器斷路    D．滑動變阻器短路
（4）小強排除故障后閉合開關，移動滑動變阻器滑片P到某處，電壓表的示數為2.2V，要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向左端滑動（選填“左”或“右”）．
（5）乙圖是根據實驗數據繪成的U-I圖象，小燈泡的額定功率是0.625W；
（6）小亮利用該電路探究電流跟電阻的關系，他將小燈泡換成多個定值電阻R，保持電壓表示數始終為2V，多次更換阻值不同的定值電阻R，并記錄各次電流表的示數，若不更換其他器材，為了能夠完成實驗，更換的電阻阻值不能夠大于40Ω．

Answer 1

分析 （1）測量小燈泡電功率的原理是P=UI；
（2）滑動變阻器滑片向左移動時小燈泡變亮，說明滑動變阻器接入電路的阻值變小，因此需將滑動變阻器的左下接線柱接入電路；
（3）燈泡不亮，電流表無示數，說明電路故障為斷路；電壓表有示數，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連；
（4）電壓表示數小于燈泡額定電壓，為使燈泡正常發光，應調節滑動變阻器，增大燈泡電壓，根據電路圖確定滑片的移動方向；
（5）根據圖象讀出當燈泡兩端電壓為2.5V時通過燈泡的電流，然后利用P=UI求出燈泡的額定功率；
（6）先根據電壓表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表的示數；然后根據串聯電路的電阻與電壓的關系，并結合滑動變阻器的最大阻值解答．

解答 解：（1）測量小燈泡電功率的原理是P=UI；
（2）使滑動變阻器的左下接線柱與燈泡右接線柱相連，如下圖所示：

（3）燈泡不亮，電流表有示數，說明電路故障不是斷路；電壓表無示數，說明電壓表相當于測量導線電壓；因此電路故障為燈泡短路，故選B；
（4）電壓表示數小于燈泡額定電壓，故需減小滑動變阻器兩端電壓，即減小滑動變阻器接入電路的阻值，故將滑片向左移動；
（5）根據圖乙可知，當燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.25A；則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
（6）在探究電流跟電阻的關系的實驗中，保持電壓表示數為2V不變；則根據串聯電路的電流相同的特點得：
I_定值=I_滑動，
即：$\frac{{U}_{定值}}{{R}_{定值}}$=$\frac{U-{U}_{定值}}{{R}_{滑動}}$，$\frac{2V}{{R}_{定值}}$=$\frac{3V-2V}{{R}_{滑動}}$，
則R_定值=2R_滑動，
因為R_滑動≤20Ω，所以R_定值=2R_滑動≤2×20Ω=40Ω．
故答案為：（1）P=UI；（2）見上圖；（3）B； （4）左；（5）0.625；（6）40．

點評 本題考查了伏安法測小燈泡額定功率的實驗，考查了連接實物圖、故障分析、串聯電路電流的規律、歐姆定律和功率計算公式的應用等內容，涉及的知識點較多，但都屬于基礎題；知道伏安法測功率的原理是解題的關鍵．