Question

3．在測量小燈泡正常發光時的電阻的實驗中，選用的電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，圖甲是未連接完整的實驗電路．

（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲所示的實驗電路連接完整（要求滑動變阻器的滑片P向左移動時電流表的示數變大）．
（2）連接電路時，開關應處于斷開狀態．
（3）閉合開關后，緩慢移動滑片P，同時觀察電壓表（選填“電壓表”或“電流表”）示數的變化，當電壓表的示數如圖乙所示時，其讀數為1.8V；若要測得小燈泡正常發光時的電阻，滑片P應向A（選填“A”或“B”）端適當移動．
（4）實驗時閉合開關，兩表均有示數，若將小燈泡從燈座中取走，電壓表有示數，電流表無示數（兩空均選填“有”或“無”）．
（5）改變滑片P的位置，獲得多組對應的電壓、電流值，繪制了如圖丙所示的I-U圖象．由圖象可知，小燈泡正常發光時的電阻是10Ω，小燈泡的額定功率為0.625W．

Answer 1

分析 （1）掌握滑動變阻器的連接方式：一上一下，根據滑動變阻器的滑片P向左移動時電流表的示數變小確定其接線柱；
（2）為保護電路，連接電路時，開關應處于斷開狀態；
（3）要測量小燈泡正常發光時的電阻，需使小燈泡兩端的電壓等于額定電壓；確定電壓表的量程后讀出電壓表的數值，根據串聯電路分壓的知識或歐姆定律判斷滑動變阻器阻值的變化，得出滑片移動的方向；
（4）掌握斷路的概念及特點，若串聯電路發生斷路，則電路中不會有電流，用電器不工作，斷路處的電壓為電源電壓；
（5）根據圖象確定額定電壓下的電流，根據公式R=$\frac{U}{I}$計算出小燈泡正常發光時的電阻；根據P=UI計算小燈泡的額定功率．

解答 解：（1）滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中，滑動變阻器的滑片P向左移動時，電流表的示數變大，則變阻器的阻值應變小，故下面接左邊的A接線柱，如圖所示：
        
（2）為保護電路，連接電路時，開關應處于斷開狀態．
（3）閉合開關后，緩慢移動滑動變阻器的滑片P，同時觀察電壓表示數的變化；由圖乙知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，電壓表示數為1.8V，燈泡兩端的電壓為1.8V；要使燈泡兩端電壓由1.8V增大到2.5V，滑動變阻器連入電路的部分減小，滑片向A端移動．
（4）實驗時若將小燈泡從燈座中取走，此時電路相當于電壓表與滑動變阻器串聯，由于電壓表的電阻太大，電路中的電流幾乎為零，因此電流表無示數，而電壓表有示數（幾乎為電源電壓）．
（5）由圖象可知，當小燈泡L正常發光時的電壓為U=2.5V，由圖象可知對應的電流為I=0.25A；
因此小燈泡正常發光時的電阻是R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）斷開；（3）電壓表；1.8；A；（4）有；無；（5）10；0.625．

點評 本題考查了實物圖的連接、滑動變阻器的使用、電壓表的讀數、電路故障的判斷、功率的計算等．其中實物圖的連接在實驗題中出現的頻率很高，一定要掌握．