Question

14．在“測定小燈泡的功率”的實驗中，選用了如圖甲所示的器材，其中電源為3節新干電池，小燈泡的額定電壓為2.5V（小燈泡的額定功率小于1W），滑動變阻器標有“25Ω   1A”
（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲所示的電路連接完整．（請用簽字筆在答題卡上連線）
（2）連接電路過程中，滑片P應置于B端．（選填“A”或“B”）
（3）閉合開關后，無論怎樣移動滑片P，小燈泡幾乎不發光，兩電表均有較小示數且保持不變，則故障可能是滑動變阻器同時接A、B接線柱．
（4）排出故障后，移動滑動變阻器P到某處時，電壓表示數為2V，若要測小燈泡的額定功率時，應將滑片P向A端移動（選填“A”或“B”）．當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖乙所示，則通過小燈泡的電流是0.24A，小燈泡的額定功率是0.6W．
（5）利用該電路繼續探究電流跟電阻的關系時，需將小燈泡換成適當的定值電阻R，其他器材不變．若實驗時保持電壓表示數為2V不變，則更換的電阻阻值不能大于20Ω．

Answer 1

分析 （1）把滑動變阻器、電流表與待測電阻串聯接入電路，滑動變阻器采用一上一下的接法；
（2）閉合開關前，滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值；
（3）根據滑動變阻器的接法分析；
（4）小燈泡兩端的電壓等于額定電壓時，小燈泡才會正常發光時，燈泡的實際功率等于額定功率；結合串聯電路分壓的特點確定滑片移動的方向；讀出電流表示數，由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率．
（5）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）滑動變阻器與待測電阻應串聯在電路中，滑動變阻器采用一上一下的接法，燈泡正常發光時的電流為：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A；故電流表量程為0-0.6A；如圖：
；
（2）為確保電路安全，在開關閉合前，應將變阻器滑片P滑至B端；
（3）無論怎樣移到滑片P，小燈泡幾乎不發光，兩電表均有較小示數且保持不變，這說明滑動變阻器起不到調節電阻的作用，兩表示數較小，說明滑動變阻器阻值較大，故故障原因是滑動變阻器接了下面的兩個接線柱AB；
（4）電壓表示數為2V＜2.5V，根據串聯電路分壓的規律可知，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A移動；
當小燈泡正常發光時，電流表的示數是0.24A，所以其額定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（5）在探究電流跟電阻的關系的實驗中，保持電阻兩端的電壓為2V不變，滑動變阻器兩端分壓為：4.5V-2V=2.5V，定值電阻與滑動變阻器串聯，通過它們的電流相等，滑動變阻器分壓與定值電阻分壓之比為2.5V：2V=5：4，滑動變阻器最大阻值為25歐姆，則定值電阻最大阻值為R=25Ω×$\frac{4}{5}$=20Ω．
故答案為：（1）如圖；（2）B；（3）滑動變阻器同時接A、B接線柱；（4）A；0.24；0.6；（5）20Ω．

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、電路故障分析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．