Question

在測量額定電壓為2.5V的小燈泡（電阻約為10Ω）功率的實驗中，老師提供了以下器材：電流表、電壓表、開關、電壓為6V的電源和滑動變阻器各一個，導線若干．
（1）何剛同學設計了如圖1所示的電路圖．在連接電路過程中，開關要______，滑動變阻器的阻值調到______，理由是______．
（2）當電路正確連接后，調節滑動變阻器，發現電流表無示數，電壓表有較大示數，分析其原因可能是______．
（3）糾正電路中的錯誤后，移動滑動變阻器，使小燈泡發光，此時電流表、電壓表的示數如圖2甲、乙所示，電路中的電流是______A，小燈泡兩端的電壓是______V，要測量小燈泡的額定功率，根據電路圖，應將滑動變阻器的滑片向______調節（選填“左”或“右”）．
（4）李亮同學重新移動滑動變阻器多次測量小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，畫出了通過小燈泡的電流隨兩端電壓變化的圖象，如圖3所示，則小燈泡的額定功率是______W．在該圖象中發現電流不與電壓成正比，這是因為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據電路圖連接實物圖時，開關處于斷開狀態，避免連接完最后一根導線，電路中就有電流，可能會損壞電路元件；滑動變阻器的滑片處于b端，連入電路的阻值最大，電流最小，對電路起到保護作用；
（2）電壓表有示數，說明與電壓表兩接線柱連接的電路是通路，調節滑動變阻器且電流表無示數，說明電路斷路，從而判斷出故障的可能原因；
（3）根據電表的量程和分度值讀出兩電表的示數，額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，要使燈泡兩端的電壓由1.1V增大到2.5V，應使電路中電流增大，即減小滑動變阻器的接入電阻，則可知滑片的移動方向；
（4）額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，根據圖3讀出燈泡的額定電流，再根據P=UI求出燈泡的額定功率；圖象不是直線說明電壓與電流的比值即電阻是變化的，可以從影響電阻大小的因素進行分析．
解答：解：
（1）為了保護電路，連接電路時，開關處于斷開狀態，滑動變阻器的滑片處于最大阻值處；
（2）電路正確連接后，調節滑動變阻器，發現電流表無示數，電壓表有較大示數，說明與電壓表兩接線柱之間并聯的電路是斷路，所以出現故障的可能原因是燈泡的燈絲斷了（或連接燈泡的導線斷了）；
（3）由圖3知，電流表量程是～0.6A，分度值為0.02A，電流表示數I=0.16A；
電壓表量程是0～3V，分度值為0.1V，電壓表示數U=1.1V；
燈泡兩端的電壓為1.1V，小于額定電壓2.5V，要使燈泡兩端的電壓增大應增大電路中的電流，根據歐姆定律可知應減小電路中的總電阻即減小滑動變阻器接入電路的電阻，滑片P應向左移動．
（4）由圖3知，U=2.5V時，通過燈泡的電流I=0.25A，則
燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
由圖象可知電壓和電流的比值是變化的即燈泡的電阻是變化的，原因是小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，所以通過小燈泡的電流不與其兩端的電壓成正比．
故答案為：
（1）斷開；最大處；保護電路；
（2）燈泡的燈絲斷了（或連接燈泡的導線斷了）；
（3）0.16；1.1；左；
（4）0.625；小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大．
點評：本題考查了探究燈泡額定功率的實驗，涉及到了電路連接時注意的事項、電路故障的判斷、電表的讀數、滑動變阻器的正確使用、歐姆定律和電功率的計算等，關鍵是知道額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等以及分析圖象得出燈泡電阻與溫度的關系，雖然涉及的知識點較多，但都是基本內容，所以平時要多注意基礎知識的學習．