Question

物理興趣小組的同學(xué)在實驗室自主實驗，看到實驗桌上有恒為6V的電源，電壓表、電流表，最大阻值分別為10Ω和50Ω的兩個滑動變阻器R₁和R₂，小電動機，小發(fā)電機，皮帶導(dǎo)線等其他器材．
（1）甲組的同學(xué)想測量標有“2.5V”字樣小燈泡（電阻約為10Ω）的電功率．他們在討論制定好實驗方案以后就開始了實驗，在實驗中，
①應(yīng)該選用的滑動變阻器是______．
②如圖甲所示是甲組的小華同學(xué)連接的實物圖，當小華連接完最后一根導(dǎo)線時，發(fā)現(xiàn)燈已經(jīng)亮了，產(chǎn)生這個現(xiàn)象的原因可能是______．
③閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)該置于變阻器的______端．小華閉合開關(guān)S時，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，馬上要求更換燈泡．可老師卻建議他再研究一下電路，此時他應(yīng)該______．
④若閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則造成這種故障的原因可能是______
A．燈泡短路　　　　　 B．燈泡斷路
C．滑動變阻器斷路　　　D．滑動變阻器短路

⑤圖乙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪成的U-I圖象，根據(jù)圖象提供的信息可計算出小燈泡的額定功率為______W，當滑動變阻器的阻值增大時，小燈泡的電阻將______（填“變大”、“變小”、“不變”）
（2）乙組的同學(xué)看著實驗桌上的小電動機和發(fā)電機等，結(jié)合所學(xué)的“電與磁”的知識，突發(fā)奇想地制作了如下圖所示的“小實驗”．在實驗中，發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度總比直接用該電源給小燈泡供電______（亮/暗），你覺得主要原因是______．乙組同學(xué)的設(shè)計中應(yīng)用的“電與磁”的知識有：①______；②______．

Answer 1

解：（1）①電源電壓是6V，燈泡額定電壓是2.5V，則燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器電壓為3.5V，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，串聯(lián)電阻電壓與其阻值成正比，滑動變阻器電壓大于燈泡電壓，則燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器接入電路的阻值大于燈泡電阻，燈泡電阻約為10Ω，滑動變阻器最大阻值應(yīng)大于10Ω，則滑動變阻器選R₂．
②連接完最后一根導(dǎo)線時，發(fā)現(xiàn)燈已經(jīng)亮了，是由于連接電路時沒有斷開開關(guān)造成的．
③由電路圖可知，閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)置于左端，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大；閉合開關(guān)燈泡不亮，應(yīng)觀察電壓表與電流表示數(shù)，根據(jù)電表示數(shù)判斷是否存在電路故障．
④閉合開關(guān)，燈泡不亮，可能是燈泡短路或電路存在斷路；電流表有示數(shù)，說明電路不存在斷路；電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的燈泡短路，故選A．
⑤由圖象可知，燈泡額定電壓對應(yīng)的電流為0.2A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；當滑動變阻器的阻值增大時，燈泡兩端電壓變小，燈泡實際功率變小，燈泡溫度降低，小燈泡的電阻將變�。�
（2）圖示實驗中，電流流過電動機時，有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電能有損耗，所以小燈泡的亮度總比直接用該電源給小燈泡供電暗；由圖示實驗可知，乙組同學(xué)的設(shè)計中應(yīng)用的“電與磁”的知識有：①通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動；②電磁感應(yīng)現(xiàn)象．
故答案為：（1）①R₂；②連接電路時沒有斷開開關(guān)；③左；觀察電壓表與電流表的示數(shù)；④A；⑤0.5；變小．
（2）暗；電能有損耗；①通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動；②電磁感應(yīng)現(xiàn)象．
分析：（1）①求出燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路的阻值，根據(jù)該阻值選擇滑動變阻器；
②連接電路時要斷開開關(guān)；
③閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值；閉合開關(guān)，如果燈泡不亮，應(yīng)觀察電表示數(shù)，判斷是否出現(xiàn)電路故障；
④常見電路故障有：斷路與短路，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因；
⑤由圖象求出燈泡額定電壓對應(yīng)的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率；燈泡溫度隨實際功率的減小而降低，燈絲溫度越低，燈絲電阻越�。�
（2）分析實驗電路圖，從能量角度分析答題，根據(jù)實驗內(nèi)容分析涉及的物理知識．
點評：本題考查選擇實驗器材、實驗注意事項、電路故障分析、求燈泡功率、分析實驗原理與涉及的物理知識等問題；是實驗的常考問題，一定要掌握；要會根據(jù)電表示數(shù)分析電路故障原因．