Question

2．在測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為6V，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω  1A”字樣，小燈泡的額定電壓為2.5V，假設(shè)小燈泡的電阻不變．

（1）小宇同學(xué)閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為2.2V，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片P向B（A/B）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（2）小宇同學(xué)繼續(xù)移動(dòng)滑片P，可計(jì)算出小燈泡的額定功率，我們還可以得出：小燈泡的實(shí)際功率隨實(shí)際電壓的增大而增大（增大/減小/不變）．
（3）小宇同學(xué)按同一電路連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，并很快熄滅，檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請(qǐng)你找出她在實(shí)驗(yàn)中至少有一個(gè)操作不當(dāng)之處是：開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)或滑動(dòng)變阻器滑片沒(méi)有放到A端．
（4）把燈泡換為定值電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，滑片置于某位置時(shí)，電壓表示數(shù)突然變?yōu)?，而電流表示數(shù)不變，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是電壓表斷路．
（5）下表五組數(shù)據(jù)中有一組數(shù)據(jù)不是本實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的，它是第1（填寫表格中表 示序號(hào)的數(shù)字）組，你判斷的依據(jù)是電阻約為10Ω，實(shí)驗(yàn)中其最小電壓約為2V．

序號(hào)	1	2	3	4	5
U/V	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0
I/A	0.10	0.19	0.30	0.40	0.51

Answer 1

分析 （1）由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)--電壓和電阻成正比，來(lái)分析滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)情況．
（2）由圖示圖象求出燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率，應(yīng)用P=UI分析燈泡實(shí)際功率如何變化．
（3）連接實(shí)物電路時(shí)，為保護(hù)電路，注意兩點(diǎn)：一是開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)；二是滑動(dòng)變阻器的滑片要移到最大阻值處．
（4）電流表示數(shù)不變，說(shuō)明電路中的總電阻不變，電壓表示數(shù)為0，則說(shuō)明電壓表斷路；
（5）求出定值電阻的大約值，根據(jù)分壓原理，得出電壓表的最小讀數(shù)．

解答 解：
（1）電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V，而額定電壓為2.5V，故應(yīng)使小燈泡兩端的電壓增大，就應(yīng)該讓滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小，就必須把滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)小，即滑片向B移動(dòng)．
（2）由圖丙所示的I-U關(guān)系圖線可知，燈泡額定電壓2.5V對(duì)應(yīng)的電流為0.2A，小燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；由圖示圖象可知，隨U增大電流I增大，燈泡實(shí)際功率P=UI增大，由此可知，小燈泡的實(shí)際功率隨實(shí)際電壓的增大而增大．
（3）連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，說(shuō)明在連接電路過(guò)程中開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)；發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，說(shuō)明電路中的電流太大了，把燈絲燒斷了，這是由于滑動(dòng)變阻器的滑片沒(méi)有移到最大阻值處造成的．
（4）實(shí)驗(yàn)中，滑片置于某位置時(shí)，電流表示數(shù)不變，說(shuō)明電路是通路，電路中的總電阻不變，電壓表示數(shù)突然變?yōu)?，說(shuō)明電壓表斷路；
（5）由表中數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律，定值電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.0V}{0.30A}$=10Ω，根據(jù)分壓原理，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的最大電阻連入電路中時(shí)，電壓表示數(shù)最小，定值電阻兩端的最小電壓U_最小=$\frac{R}{R+{R}_{滑}}$×U=$\frac{10Ω}{10Ω+20Ω}$×6V=2V＞1V，所以第1組數(shù)據(jù)不是本實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的．
故答案為：（1）2.2   B； （2）增大；（3）開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)或滑動(dòng)變阻器滑片沒(méi)有放到A端；（4）電壓表斷路；（5）1，電阻約為10Ω，實(shí)驗(yàn)中其最小電壓約為2V．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量定值電阻的大小，考查電路的連接、對(duì)操作的評(píng)估與改進(jìn)、故障的分析與判斷，最后一問(wèn)考查了學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)靈活解決實(shí)際問(wèn)題的能力，有一定難度．