Question

【題目】測“燈泡的功率”的實驗中，所用的實驗器材有0﹣15V的學生電源，額定電壓為2.5V的燈泡，規格為“60Ω 2A”的滑動變阻器以及電壓表、電流表、開關和導線。

（1）如圖甲所示，將電源電壓調到3V，請你用筆畫線代替導線將實物電路連接完整，要求閉合開關后，滑片向右移動，燈泡變亮__________ 。

（2）連好電路閉合開關后，發現燈泡不發光，電壓表指針滿偏，電流表的指針幾乎沒動，則原因是_______。

（3）排除故障后閉合開關、移動滑片使燈泡兩端的電壓為1.3V，此時電流表的示數如圖乙所示，為_______A；要測得燈泡的額定功率，應將滑片向_______（選填“左”或“右”）端滑動。

（4）通過移動滑片，分別記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成如圖丙所示的U﹣I圖象，根據圖象提供的信息，可計算出燈泡的額定功率是_______W。

【拓展】實驗結束后，小明將燈泡換成定值電阻，將學生電源調到15V，通過更換三個不同的電阻（10Ω、20Ω、30Ω）來探究電流與電阻的關系，用20Ω的電阻替換10Ω的電阻后，為了保證定值電阻兩端的電壓不變，應使滑動變阻器連人電路的阻值_______（選填“變大”或“變小”）；為了順利完成這三次實驗，定值電阻兩端的電壓最小為_______V。

Answer 1

【答案】 小燈泡處斷路了 0.12 右 0.5 變大 5

【解析】（1）因為要求滑片P向右移動時，燈泡變亮，即電流變大，此過程變阻器接入電路的電阻變小，故是將滑片以右電阻絲連入電路中與燈串聯，電路如圖：

（2）閉合開關后，因為燈泡不發光，電流表的指針幾乎沒動，所以，說明有斷路故障；電壓表指針滿偏（有較大的示數），說明電壓表與電源連通，即故障為小燈泡處斷路；

（3）由圖丙知道電流表選用小量程，所以分度值為0.02A，故電流表的示數是0.12A；當燈泡兩端的電壓為1.3V時，若要測得燈泡的額定功率，需要增大燈的電壓，減小變阻器的電壓，由串聯分壓原理知道，此時應減小變阻器連入電路中的電阻，即應將滑片P向右端滑動；

（4）由圖象提供的信息知道，當燈的電壓為2.5V時，電流大小為0.2A，所以小燈泡的額定功率是：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；

【拓展】

由串聯分壓原理知道，當用20Ω的電阻替換10Ω的電阻后，由于電阻增大，所以其分得的電壓增大；若要探究電流與電阻的關系實驗，應保持電阻兩端的電壓不變，所以由串聯電路電壓的規律知道，應增大滑動變阻器分得的電壓，所以，應將滑動變阻器連入電路中的阻值變大；設電壓表控制的示數為UV ，由串聯電路電壓的規律知道，變阻器的電壓是：U滑=15V-UV，即15VUV/UV=R滑/R定，當變阻器接入最大電阻60Ω時，對應的定值電阻為30Ω，即15VUV/UV=60Ω/30Ω，故UV =5V，所以，能讓三個電阻都能順利的完成實驗，定值電阻兩端的電壓最小為5V。