Question

15．如圖甲所示是曉莉同學“測量小燈泡的電功率”*的電路圖，圖乙是實物連接圖，其中電源電壓恒為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）圖乙已連接部分電路，請用筆畫線代替導線按照電路圖將電路連接完整，使滑片P向右移動時滑動變阻器接入電路的電阻變大．
（2）曉莉同學連接好電路后，閉合開關，發現電壓表和電流表的指針均迅速擺過最大刻度．原因可能是兩電表量程過小；滑動變阻器處于最小值．

（3）排除故障后，調節滑動變阻器的滑片P到圖示位置時，電壓表的示數如圖丙所示，其示數為2.2V；實驗中優先選用小量程的原因是提高測量的準確程度．
（4）曉莉同學多次移動滑動變阻器的滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成圖丁所示的圖象．根據圖象信息，可算出小燈泡的額定功率是0.5W．通過圖象還可以發現燈絲的電阻是變化的，這一現象表明：燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．
拓展：
實驗中為保證電路各元件的安全，滑動變阻器連入電路的最小阻值是10Ω．

Answer 1

分析 （1）根據滑片P向右移動時滑動變阻器接入電路的電阻變大確定變阻器的連接；
（2）電流表指針迅速擺動到最大刻度，說明電路電流過大，造成電路電流過大的原因可能是：電流表A量程過小；滑動變阻器處于最小值；
（3）根據電壓表的量程確定分度值讀數；實驗中優先選用小量程的原因是：提高測量的準確程度；
（4）燈在額定電壓下的功率為額定功率，據圖象信息，燈在額定電壓下的電流為0.2A，根據P=UI計算小燈泡的額定功率；
根據燈絲的電阻隨溫度的變化而變化；
拓展：
根據燈的額定電流和串聯電路的規律確定電路中的最大電流為，由歐姆定律和電阻的串聯求電路的最小總電阻．

解答 解：（1）使滑片P向右移動時滑動變阻器接入電路的電阻變大，故滑片以左電阻絲連入電路中，如下所示：

（2）閉合開關，就發現電流表的指針迅速擺過最大刻度，可能的原因：兩電表量程過小；滑動變阻器處于最小值；
（3）排除故障后，調節滑動變阻器的滑片P到圖示位置時，電壓表的示數如圖丙所示，圖中電壓表分度值為0.1V，其示數為2.2V；實驗中優先選用小量程的原因是：提高測量的準確程度；
（4）燈在額定電壓下的功率為額定功率，曉莉同學多次移動滑動變阻器的滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成圖丁所示的圖象．根據圖象信息，燈在額定電壓下的電流為0.2A，可小燈泡的額定功率是：
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
通過圖象還可以發現燈絲的電阻是變化的，這一現象表明：燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．
拓展：
燈的額定電流為0.2A＜0.6A，根據串聯電路的規律，電路中的最大電流為0.2A，由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，電路的最小總電阻：
R_串=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{4.5V}{0.2A}$=22.5Ω，而燈正常發光時的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω，
根據電阻的串聯，
故實驗中為保證電路各元件的安全，滑動變阻器連入電路的最小阻值是：
R_滑小=R_串-R_L=22.5Ω-12.5Ω=10Ω．
故答案為：（1）如上所示；（2）兩電表量程過小；滑動變阻器處于最小值；（3）提高測量的準確程度；（4）0.5；燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．
拓展：10．

點評 本題測量小燈泡的電功率，考查電路的連接、反常現象的分析、電壓表讀數、額定功率的計算及對實驗器材的要求．