Question

20．在測量小燈泡正常發(fā)光時的功率的實驗中，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(shù)變大）．
（2）閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，若電路只有一處故障，則故障原因是燈泡斷路．
（3）排除故障后，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（選填“電壓表”或“電流表”）示數(shù)的變化，當電壓表的示數(shù)如圖乙所示時，其讀數(shù)為1.8V；若要測得小燈泡正常發(fā)光時的電阻，滑片P應向A（選填“A”或“B”）端移動．
（4）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（不計小燈泡電阻隨溫度的變化）．分析圖象可知，該小燈泡正常發(fā)光時的電阻是10Ω；額定功率為0.625W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意確定滑動變阻器的接法，把滑動變阻器串聯(lián)接入電路．
（2）電流表無示數(shù)，說明電路有斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連．
（3）要測量小燈泡正常發(fā)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(shù)值，根據(jù)串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）由圖象讀出燈泡正常發(fā)光時的電流，由R=$\frac{U}{I}$計算小燈泡正常發(fā)光時的電阻，由P=UI計算額定功率．

解答 解：
（1）滑動變阻器的滑片P向左移動時電流表的示數(shù)變大，說明電路電阻減小，則滑動變阻器應接左下接線柱，把滑動變阻器串聯(lián)接入電路，實物電路圖如圖所示．
；
（2）燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路有斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，因此與電壓表并聯(lián)的電路斷路，即燈泡斷路．
（3）實驗中要注意觀察電壓表的示數(shù)，由圖乙知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為1.8V；
要測燈泡正常發(fā)光時的電阻，需使燈泡兩端電壓由1.8V增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻減小，滑動變阻器連入電路的部分減小，滑片向A端移動．
（4）燈泡正常發(fā)光時的電壓等于其額定電壓，所以閉合開關后，緩慢移動滑動變阻器的滑片P，同時觀察電壓表示數(shù)的變化；
由圖象可知當燈泡電壓為2.5V時通過的電流為0.25A，
所以小燈泡正常發(fā)光時的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
燈泡額定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案為：（1）見上圖；  （2）燈泡斷路；（3）電壓表；1.8；A；（4）10；0.625．

點評 本題考查了連接實物圖時的注意問題、滑動變阻器的使用、電壓表的讀數(shù)、電路故障的判斷、電阻和功率的計算等，是一道綜合題．