Question

在測2.5V小燈泡（電阻大約為10Ω左右）額定功率的實驗時小亮連接了如圖甲所示的電路，其中電源電壓為6V．
（1）請用筆畫線將圖中的電路連接完整；
（2）在連接電路時，有甲“10Ω  1A”和乙“20Ω  1A”兩個滑動變阻器可供選擇，則應該選擇變阻器______連入電路，才能保證實驗的順利進行；
（3）在連接電路時，開關應______（選填“斷開”或“閉合”），滑片P應移到______（選填“A”或“B”）處，閉合上開關之后，小亮發現電壓表、電流表均有示數，但小燈泡不亮，經檢查，電路連接無誤，各元器件完好，那么可能的原因是______；
（4）小亮調節滑片P的位置，使電壓表的示數為2.5V，這時電流表的指針如圖所示，其示數為______A，則該燈泡的額定功率是______W．
（5）小亮根據測量得到的多組實驗數據，作出了小燈泡I-U圖象，如右圖所示．結果發現圖線不是直線，小亮很納悶，請你幫助他分析原因．______
（6）若電壓表的小量程已損壞，在不添加任何器材的情況下，請你在方框內畫出能測量小燈泡額定功率的實驗電路圖．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據小燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯；根據歐姆定律求出額定電流確定電流表的量程，且與燈泡串聯，注意電表的正負接線柱；滑動變阻器連接線柱要一上一下串聯入電路中．
（2）根據串聯電路的電壓特點求出小燈泡正常發光時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值，即可選擇合適的滑動變阻器．
（3）連接電路時，開關斷開，滑片移到滑動變阻器移到最大阻值，防止電路中電流過大燒壞電路元件．電壓表、電流表均有示數，但小燈泡不亮，連接電路時滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值，燈泡兩端的電壓很小，燈泡不能發光．
（4）根據電流表量程和分度值讀出電流表的示數，根據公式P=UI可求燈泡的額定功率．
（5）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．
（6）根據串聯電路電壓特點，當燈泡正常工作時，求出滑動變阻器電壓為6V-2.5V=3.5V，測滑動變阻器電壓，間接得到燈泡的額定電壓．
解答：解：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程選3V，且與燈泡并聯；燈泡的額定電流約為I==0.25A＜0.6A，故電流表選0.6A的量程，且與燈泡串聯，注意電表的正負接線柱；滑動變阻器連接線柱要一上一下串聯如電路中．電路圖如圖所示．

（2）當燈正常發光時，電路中的電流約為I=0.25A，
滑動變阻器兩端的電壓約為U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
變阻器連入的電阻為R===14Ω＞10Ω，
所以滑動變阻器選20Ω  1A．
（3）為保護電路元件，實驗前開關應斷開、滑動變阻器應處于最大阻值處B端．
滑動變阻器與燈泡串聯，滑片在阻值最大處，此時滑動變阻器兩端的電壓很大，燈泡兩端的電壓很小，所以燈泡不能發光．
（4）電流表的量程為0.6A，分度值為0.02A，由圖知電流表示數示數是0.3A，
該燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（5）由圖象可知電壓和電流的比值是變化的．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．
（6）電源電壓為6V，燈泡和滑動變阻器串聯在電路中，燈泡正常工作時的電壓為2.5V，則滑動變阻器的電壓為6V-2.5V=3.5V＞3V，
所以用電壓表0～15V量程時，并聯在滑動變阻器兩端，當滑動變阻器的電壓為3.5V時，燈泡正常工作．電路圖如圖．

故答案為：（1）如上圖所示；
（2）乙；
（3）斷開；B；滑動變阻器連入電路阻值太大，電路中電流較小，燈泡實際功率太小；
（4）0.3；0.75；
（5）燈泡的電阻隨溫度的變化而變化；
（6）如上圖所示．
點評：本題考查了探究燈泡額定功率的實驗：實物圖的連接、滑動變阻器的選擇、實驗的注意事項、電路故障的判斷、電功率的計算和實驗電路圖的設計等，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．