Question

6．在“測(cè)定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，選用了測(cè)定電壓為2.5V、電阻約為10Ω的小燈泡，6V恒壓直流電源，最大阻值為50Ω的滑動(dòng)變阻器．

（1）請(qǐng)你添加兩根條導(dǎo)線，將圖1所示的實(shí)物圖不從完整；
（2）閉合開(kāi)關(guān)S前，應(yīng)把圖1中滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最左（選填“左”或“右”）端；
（3）檢查電路連接正確后，用開(kāi)關(guān)進(jìn)行“試觸”時(shí)發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮、電流表指針不偏轉(zhuǎn)、電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則故障原因可能是C．
A．電流表接觸不良
B．電流表的接線柱接反
C．小燈泡的燈絲斷了
D．滑動(dòng)變阻器的接線柱松動(dòng)
（4）排除故障后，由測(cè)得的數(shù)據(jù)作出如圖2所示的小燈泡的I-U圖象，其中符合實(shí)際的是B．

（5）若電流表?yè)p壞，用阻值為R₀的定值電阻、開(kāi)關(guān)替代，為了測(cè)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻值R₁，請(qǐng)只添加兩條導(dǎo)線完成圖2所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接：
實(shí)驗(yàn)步驟：
①斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₃、閉合開(kāi)關(guān)S₁、S₂，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V；
②保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂、閉合開(kāi)關(guān)S₃，記錄電壓表表的示數(shù)為U．請(qǐng)用已知量及所測(cè)物理量表示出R_L=$\frac{2.5V×{R}_{0}}{U-2.5V}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓判斷電壓表的量程；
（2）為保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值處；
（3）小燈泡不亮、電流表指針不偏轉(zhuǎn)，則電路斷路，電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路；
（4）根據(jù)電阻隨溫度的升高而增大的特點(diǎn)進(jìn)行分析；
（5）（3）使電壓表能夠分別測(cè)量燈泡兩端的電壓和電路的總電壓；
（4）①當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓時(shí)，燈泡正常發(fā)光；
③根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)和歐姆定律表示出燈泡電阻的表達(dá)式．．

解答 解：（1）將電壓表與燈泡并聯(lián)，燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表可選擇0～3V的量程，如圖所示：

（2）由圖1知，滑動(dòng)變阻器的下面接了右邊的接線柱，所以閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)把圖1中滑動(dòng)變阻'器的滑片P置于最左端；
（3）小燈泡不亮、電流表指針不偏轉(zhuǎn)、電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則可能是與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路，故C正確；
（4）隨著電壓的升高，燈泡的實(shí)際功率變大，燈絲的溫度升高，電阻變大，所以符合實(shí)際的是B圖；
（5）要使電壓表能夠分別測(cè)量燈泡兩端的電壓和電路的總電壓；則需使開(kāi)關(guān)S₃的左接線柱與燈泡的右接線柱相連，開(kāi)關(guān)S₃的右接線柱與開(kāi)關(guān)S₂的左接線柱相連，如下圖所示：

①當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓時(shí)，燈泡正常發(fā)光，因此當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂、閉合開(kāi)關(guān)S₁、S₃時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
②保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₃，記錄電壓表的示數(shù)為U；
因?yàn)榇��?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以燈泡兩端電壓：U_L=U-2.5V；
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻表達(dá)式：R_t=$\frac{2.5V×{R}_{0}}{U-2.5V}$．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖1；（3）左；（4）B；（5）見(jiàn)上圖2；$\frac{2.5V×{R}_{0}}{U-2.5V}$．

點(diǎn)評(píng) 測(cè)燈泡電阻或功率的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)數(shù)據(jù)確定電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是一類題型：電壓表的量程一般根據(jù)燈泡額定電壓或電源電壓來(lái)確定．
有關(guān)電路故障的分析是�？疾榈膬�(nèi)容，也是難點(diǎn)，關(guān)鍵是分清斷路和短路的特點(diǎn)．