Question

18．小華做測(cè)“小燈泡電功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用器材有電壓為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡，以及符合實(shí)驗(yàn)要求的滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)、和導(dǎo)線．

（1）如圖甲所示是小華連接完整的實(shí)物電路，請(qǐng)你在圖丁虛線框內(nèi)畫出電路圖；
（2）小華連好電路閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光較暗，無(wú)論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，小燈泡亮度都不變，則原因可能是同時(shí)將滑動(dòng)變阻器下面的兩個(gè)接線柱接入電路．
（3）小華調(diào)整電路后閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某處．電壓表的示數(shù)為2.2V，要測(cè)得小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向右（選填“左”或“右”）端滑動(dòng)．
（4）小華通過(guò)移動(dòng)滑片P，分別記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成了如圖乙所示的U-I圖象，由圖象可知小燈泡的電阻是一個(gè)變量，這是因?yàn)樗�本身的溫度發(fā)生變化，影響了它的阻值大小．根據(jù)圖象可計(jì)算出小燈泡額定功率是0.5W．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小華僅將小燈泡換成定值電阻，來(lái)探究電流與電阻的關(guān)系，小華想要完成四組實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備好的定值電阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω．
①將電路連接正確后，閉合開關(guān)，移動(dòng)變阻器的滑片P，使定值電阻兩端的電壓為1.5V，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，為0.3A，則定值電阻的阻值為5Ω．
②斷開開關(guān)，將定值電阻換成阻值為15Ω的電阻，其余不動(dòng)，閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)將變大（選填“變大”或“變小”）；為完成這四組實(shí)驗(yàn)，滑動(dòng)變阻器的最大電阻應(yīng)不小于45Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖
（2）閉合開關(guān)，小燈泡亮度較暗，說(shuō)明電路是通路，但電流較小，原因是電路電阻太大；同時(shí)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片子，燈亮度不變，說(shuō)明變阻器沒有變阻作用，變阻器接電路方法錯(cuò)誤；
（3）根據(jù)分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；
（4）根據(jù)圖丙，找出額定電壓下對(duì)應(yīng)的電流，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；
（5）①根據(jù)電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)歐姆定律求定值電阻的大�。�
②根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化；研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持電壓不變，根據(jù)分壓原理，求出變阻器連入電路中的最小阻值．

解答 解：（1）探究電流與電壓、電阻關(guān)系實(shí)驗(yàn)，電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電阻、電流表、組成串聯(lián)電路，電壓表并聯(lián)在電阻兩端，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：

（2）滑動(dòng)變阻器同時(shí)將下面的兩個(gè)接線柱接入電路；
（3）電壓表的示數(shù)為2.2V，小于燈的額定電壓，要測(cè)得最小燈泡的額定功率，要增大燈的電壓，減小變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，就要減小變阻器連入電路中的電阻大小，應(yīng)將滑片P向右端移動(dòng)；
（4）由圖象可知小燈泡的電阻是一個(gè)變量，這是因?yàn)樗�本身的溫度發(fā)生變化；由圖丙知，燈在2.5V額定電壓下對(duì)應(yīng)的電流為0.2A，燈的額定功率P=U′I′=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）①電流表小量程的分度值為0.02A，示數(shù)為0.3，定值電阻的大小R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω；
②斷開開關(guān)，將定值電阻換成阻值為15Ω的電阻，其余不動(dòng)，閉合開關(guān)，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)將變大；當(dāng)接入25Ω的電阻時(shí)，要保持電壓為1.5V不變，變阻器要分去6V-1.5V=4.5V的電壓，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的阻值至少為$\frac{4.5V}{1.5V}$×15Ω=45Ω，即為完成此四組實(shí)驗(yàn)，滑動(dòng)變阻器的最大電阻應(yīng)不小于45Ω．
故答案為：（1）如圖；（2）同時(shí)將滑動(dòng)變阻器下面的兩個(gè)接線柱接入電路；（3）右；（4）溫度；0.5；（5）①0.3；5； ②變大；45．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及測(cè)量燈的功率和探究電流與電阻的關(guān)系兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，考查電路的連接、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、功率的計(jì)算、電功率的計(jì)算、器材的選擇、控制變量法的運(yùn)用等，知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)．