Question

15．小榮和小麗想測(cè)定一個(gè)額定電壓為2.5V的小燈泡額定功率，該燈泡正常工作時(shí)電阻約10Ω．實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)各一個(gè)，兩個(gè)規(guī)格分別為：A：“5Ω 1A”，B：“30Ω  0.5A”，的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干，電源（電壓為6V）．
（1）她們?cè)O(shè)計(jì)了如圖（a）所示電路圖，通過(guò)分析你認(rèn)為應(yīng)選用規(guī)格為B（填“A”或“B”）的滑動(dòng)變阻器．

（2）圖（b）已連接了部分電路．請(qǐng)你根據(jù)圖（a）所示電路圖．用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將電路連接完整．
（3）她們正確選擇了滑動(dòng)變阻器，按圖（a）的電路圖連接好電路，把滑片移至B（填A(yù)或B）端，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，其原因可能是C（只填序號(hào)）．
A．電流表斷路       B．滑動(dòng)變阻器斷路      C．燈泡斷路        D．燈泡短路
（4）她們排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)．當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)．電流表的示數(shù)（如圖（c）所示），小燈泡的額定功率是0.8W．
（5）小榮和小麗想繼續(xù)探究電流與電壓的關(guān)系，她們把小燈泡換成阻值是10Ω電阻接入電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再分別換接20Ω、30Ω的電阻，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，兩位同學(xué)先后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，小榮得到表一中的數(shù)據(jù)，小麗得到了表二中的數(shù)據(jù)．
表一：

電阻R/Ω	10	20	30
電流I/A	0.3	0.15	0.10

表二：

電阻R/Ω	10	20	30
電流I/A	0.3	0.2	0.15

（5）分析小榮表一數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
（6）表二數(shù)據(jù)，小麗無(wú)法得到與小明相同的結(jié)論，其原因是沒(méi)有控制電阻兩端的電壓不變．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算燈泡正常發(fā)光時(shí)變阻器的阻值，從而確定變阻器的規(guī)格．
（2）由圖可知，滑動(dòng)變阻器沒(méi)有連接完畢，則采取“一上一下”的原則串聯(lián)接入電路．
（3）閉合開(kāi)關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑到最大值處；
燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，可能電路有斷路，再根據(jù)電壓表示數(shù)情況分析解答；
（4）由圖示電流表確定其量程與分度值，讀出其示數(shù)，然后由P=UI求出燈泡額定功率；
（5）（6）探究電流與電阻之間的關(guān)系時(shí)應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，由此根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論；

解答 解：
（1）燈泡的額定電壓為2.5V，燈泡正常工作時(shí)電阻約10Ω，電源電壓為6V，
燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得此時(shí)變阻器連入阻值：R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{U-{U}_{額}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.25A}$=14Ω，
所以應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器B；
（2）把滑動(dòng)變阻器采取“一上一下”的原則串聯(lián)接入電路，如圖所示：
；
（3）為了保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑到最大值B端；
燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，可能電路有斷路，電壓表有示數(shù)說(shuō)明電壓表到電源間是通路，所以故障原因可能是燈泡斷路造成的，故選C；
（4）由圖c所示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.32A，
所以燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（5）從表一中數(shù)據(jù)來(lái)看，每次實(shí)驗(yàn)的電壓值是相同的，即U=IR=0.3A×10Ω=3V，電阻的成倍增大，電流成倍減小，因此會(huì)得出：電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（6）從表二中數(shù)據(jù)看，第一次實(shí)驗(yàn)電壓值U₁=I₁R₁=0.3A×10Ω=3V，
第二次實(shí)驗(yàn)電壓值U₂=I₂R₂=0.2A×20Ω=4V，
第三次實(shí)驗(yàn)電壓值U₃=I₃R₃=0.15A×30Ω=4.5V，
所以小麗無(wú)法得到與小明相同的結(jié)論其原因是沒(méi)有控制電阻兩端的電壓不變．
故答案為：（1）B；（2）見(jiàn)上圖；（3）B；C；（4）0.8；（5）電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（6）沒(méi)有控制電阻兩端的電壓不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了變阻器規(guī)格的選擇、連接電路圖、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、故障分析、電表讀數(shù)、求燈泡功率，還考查了電流與電阻關(guān)系的探究實(shí)驗(yàn)，注意控制變量法的應(yīng)用．