Question

某小組同學做“測定小燈電功率”的實驗，老師為他們提供的器材如圖所示，其中電源電壓為6伏，小燈泡標有“2.5V”，滑動變阻器有“5Ω 1A”“20Ω 2A”和“50Ω 2A”三種規格．

（1）在圖所示的電路中，電壓表尚未連接，請用筆畫線代替導線將電壓表正確連接到電路中．
（2）實驗中多次移動滑動變阻器的位置目的是為了______．
（3）他們正確連接電路，實驗步驟正確，閉合電鍵后，發現電壓表的示數大于小燈的額定電壓，小燈發光較亮，出現這種現象的原因是______．
（4）該組同學經過討論，調整實驗器材繼續實驗，閉合電鍵后，觀察到電壓表、電流表的示數分別如圖所示．將滑片移動到中點時，小燈恰好正常發光，這時電流表的示數是______安，小燈的額定功率為______瓦，滑動變阻器的最大電阻是______歐．

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，實物圖中只需要把電壓表并聯在小燈泡兩端即可，注意正負接線柱的順序；
（2）實驗中是研究小燈泡在額定電壓、低于額定電壓、高于額定電壓這三種情況下的發光功率，因此使用滑動變阻器來改變電路中的電流，從而改變小燈泡兩端的電壓；
（3）小燈泡發光較亮，說明小燈泡兩端的電壓較大，電路中的電流較大，滑動變阻器接入電路的阻值較小；
（4）燈泡與滑動變阻器串聯，剛閉合開關時，滑動變阻器電阻最大．由電源電壓、小燈泡兩端電壓和電路電流，根據R=求出滑動變阻器的最大電阻值；將滑片移動到中點時，小燈恰好正常發光，求出此時通過滑動變阻器的電流，就是小燈泡的額定電流，根據額定電流和額定電壓用公式P=UI就可以算出燈泡的額定功率．
解答：解：（1）小燈泡標有“2.5V”，說明小燈泡的額定電壓是2.5V，因此電壓表的量程選0～3V即可，將它并聯在小燈泡兩端即可，如下圖所示：

（2）實驗多次比較小燈泡在額定電壓、低于額定電壓、高于額定電壓這三種情況下的發光功率，因此多次移動滑動變阻器的位置目的是為了改變小燈兩端的電壓，使它等于，稍大于，稍小于額定電壓．
故答案為：改變小燈兩端的電壓，使它等于，稍大于，稍小于額定電壓．
（3）實驗時滑動變阻器的滑片應該至于最大阻值處，閉合電鍵后，發現電壓表的示數大于小燈的額定電壓，小燈發光較亮，這是由于滑動變阻器的阻值太小造成的，應更換大阻值的滑動變阻器．
故答案為：滑動變阻器阻值太小．
（4）①燈泡與滑動變阻器串聯，剛閉合開關時，滑動變阻器電阻最大，此時電壓表示數為1.2V，電流表示數為0.24A，所以滑動變阻器的最大阻值R===20Ω；
②將滑片移動到中點時，滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值的一半，小燈恰好正常發光，小燈泡兩端的電壓為2.5V，此時通過滑動變阻器的電流就是燈泡的額定電流，
即I===0.35A；
③燈泡的額定電壓是2.5V，額定電流是0.35A，則燈泡的額定功率P_燈=UI=2.5V×0.35A=0.875A．
故答案為：0.35；0.875；20．
點評：本題考查了測量電功率實驗中的實物電路連接、滑動變阻器的作用，小燈泡額定功率的計算，這里學生容易出錯的地方是利用小燈泡的電阻值進行相關計算，小燈泡燈絲的電阻隨溫度變化，這是學生出錯最多的地方，也是本題中最難的地方．