Question

【題目】在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，選用如圖甲所示的器材，其中電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為12Ω）．

（1）為了能夠順利完成實驗探究，下列兩種規(guī)格的滑動變阻器應選用
A.“10Ω 0.5A”的滑動變阻器
B.“50Ω 0.5A”的滑動變阻器
（2）用筆畫線代替導線，將圖甲所示的實物電路連接完整．
（3）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，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，若電路只有一處故障，則故障原因是 ．
（4）排除故障后，閉合開關，移動滑片，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)是V；為了測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片向（選填“A”或“B”）端移動．
（5）根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，繪制出小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關系圖象（如圖丙所示）．分析圖象可知：
①小燈泡的額定功率為W．
②實驗中觀察到：當小燈泡兩端的電壓低于0.5V時，小燈泡不發(fā)光，根據(jù)圖象分析其原因是 ．
（6）完成上述實驗后，小華在缺少電壓表的情況下，根據(jù)繪制出的小燈泡電流與電壓關系圖象，設計出了一個測未知定值電阻的電路，如圖丁所示．請根據(jù)電路圖寫出其中一次測量的實驗步驟：
1：只閉合開關S1 ， ， 使得電流表示數(shù)為0.2A；
2： ， 表達式：Rx= ．

Answer 1

【答案】
（1）B
（2）

解：如圖所示：

（3）電燈短路
（4）2.2；B
（5）0.625；燈的實際功率太小
（6）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片；開關S1斷開、S2閉合，保持滑片的位置不變，記錄電流表的示數(shù)I；
【解析】解：（1）測量小燈泡的電功率實驗中，L與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測L兩端電壓，電流表測電路中電流，由題知燈泡正常發(fā)光時電路中電流約為：I= ≈0.21A，根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點，即為通過變阻器的電流大小，變阻器應分去的電壓U變=6V﹣2.5V=3.5V，變阻器阻值至少為：R變= = =16.8Ω＞10Ω，所以應選擇滑動變阻器的規(guī)格為50Ω 0.5A；（2）由（1）知，燈泡正常發(fā)光時電路中電流約為0.21A，所以電流表選用小量程，連接如下圖所示：
；（3）閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，電流表有示數(shù)，說明電路為通路，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，電壓表無示數(shù)，若電路只有一處故障，則故障原因是燈泡短路了；（4）電壓表測量燈泡的電壓，在圖乙中電壓表量程0﹣3V，分度值0.1V，由圖知電壓表示數(shù)為2.2V，即燈泡兩端的電壓為2.2V，小于燈的額定電壓，要使燈泡兩端電壓增大到2.5V，應減小變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，應減小滑動變阻器連入電路中的電阻，滑片向B端移動；（5）①由圖象可知，當燈泡電壓為2.5V時的電流為0.25A，所以燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；②實驗中觀察到：當小燈泡兩端的電壓低于0.5V時，通過燈的電流小于0.1A，則燈的實際功率小于P′=U′I′=0.5V×0.1A=0.05W，遠小于燈的額定功率，小燈泡不發(fā)光；在上面的分析基礎上步驟如下：1、只閉合開關S1 ， 調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電流表為I燈=0.2A；2、開關S1斷開、S2閉合，保持滑片的位置不變，記錄電流表的示數(shù)I；在1中，根據(jù)圖丙可知，燈的電壓為1.5V；在2中電流表測待測電阻與燈并聯(lián)的總電阻，且因電路的連接關系沒有改變，各用電器的電壓不變，所以通過燈的電流仍為0.2A，所以在2中，通過待測電阻的電流大小為I﹣0.2A，所以待測電阻Rx= ．
所以答案是：（1）B；（2）如上圖所示；（3）電燈短路；（4）2.2；B；（5）①0.625；②燈的實際功率太��；（6）1、調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片；2、開關S1斷開、S2閉合，保持滑片的位置不變，記錄電流表的示數(shù)I； ．
【考點精析】掌握歐姆定律及其應用是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．