Question

14．在測(cè)量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，提供的電源是由三節(jié)新的干電池組成的電池組，小燈泡的額定電壓為2.5V（燈正常發(fā)光時(shí)電阻在12Ω左右），圖1是設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，圖2是未連接完整的實(shí)驗(yàn)電路．
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整．（要求滑片向左移動(dòng)時(shí)燈泡變亮）
（2）張欣同學(xué)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮．他將滑片由B端向A端移動(dòng)過(guò)程中，開(kāi)始一段時(shí)間燈泡仍然不亮，兩表均無(wú)示數(shù)，但當(dāng)滑片移動(dòng)到線圈某點(diǎn)M時(shí)，燈突然發(fā)光且很亮，電壓表、電流表均有較大示數(shù)，他立即斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，查找原因，你認(rèn)為出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因是C
A．滑動(dòng)變阻器被短路
B．滑動(dòng)變阻器最大阻值太大
C．滑動(dòng)變阻器線圈在B、M間有斷路
D．滑動(dòng)變阻器線圈在A、M間有斷路

（3）更換了一個(gè)“8Ω，0.5A”的滑動(dòng)變阻器后，重新連接電路繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，但閉合開(kāi)關(guān)后，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片，電壓表的示數(shù)都不能達(dá)到2.5V，原因可能是滑動(dòng)變阻器的阻值太�。�如手邊只有一個(gè)“4Ω，0.5A”的滑動(dòng)變阻器和一個(gè)20Ω的定值電阻可選用，為完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)采取的措施是：斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，再在電路中串聯(lián)一個(gè)“4Ω，0.5A”的滑動(dòng)變阻器，重新連接電路．
（4）解決以上問(wèn)題后，閉合開(kāi)關(guān)，緩慢移動(dòng)滑片使電壓表示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖3所示，則燈牌的額定電流為0.22A，燈泡的額定功率為0.55W．
（5）測(cè)出小燈泡額定功率后，劉浩同學(xué)提出，只測(cè)一次可能會(huì)出現(xiàn)較大誤差，如果要減小誤差，應(yīng)把滑片移開(kāi)后重新緩慢移動(dòng)滑片并使電壓表示數(shù)為2.5V，重新讀出電流表示數(shù)，計(jì)算小燈泡的額定功率，并多次重復(fù)以上步驟，將各次測(cè)得的額定功率求平均值以減小誤差，你認(rèn)為劉浩的提議C．
A．方法正確但不能減小誤差  B．方法正確且能減小誤差  C．沒(méi)有必要且方法錯(cuò)誤
（6）某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)除了測(cè)燈泡額定功率外，還記錄了燈泡在不同電壓下電流表的示數(shù)，并根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)正確繪制了燈泡的I-U圖象，他們繪制的圖象與圖4中（丙）圖一致．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器應(yīng)與被控制用電器串聯(lián)，根據(jù)滑片移動(dòng)方向燈泡亮度變化確定其接線柱，根據(jù)小燈泡的額定電壓確定電壓表量程，電壓表并聯(lián)在小燈泡的兩端；
（2）燈泡不亮，兩表均無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路有斷路；燈突然發(fā)光且很亮，電壓表、電流表均有較大示數(shù)，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值太��；
（3）影響電壓表的示數(shù)的原因，一是電源電壓的大小，二是變阻器的最大阻值太小；可以再在電路中串聯(lián)一個(gè)4Ω的滑動(dòng)變阻器重新實(shí)驗(yàn)；
（4）弄清電流表的量程和分度值，讀出電流值，根據(jù)P=UI求出額定功率；
（5）額定功率是指燈泡在額定電壓下的功率；
（6）燈泡的電阻隨著溫度的升高而增大，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$作出分析和解答．

解答 解：（1）由題知，滑動(dòng)變阻器應(yīng)與燈泡串聯(lián)，從而控制燈泡亮度，滑片左移燈泡變亮，說(shuō)明變阻器連入阻值減小，故應(yīng)將A接線柱接入電路；
電壓表與燈泡并聯(lián)測(cè)其兩端電壓，因?yàn)槠漕~定電壓2.5V，所以電壓表使用0-3V量程．如圖所示：

（2）燈泡不亮，兩表均無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路有斷路；當(dāng)滑片移動(dòng)到線圈某點(diǎn)M時(shí)，燈突然發(fā)光且很亮，電壓表、電流表均有較大示數(shù)，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值太小，綜上所述出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因是：滑動(dòng)變阻器線圈在B、M間有斷路；
（3）由題意知，總電壓為4.5V，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓應(yīng)為U滑=4.5V-2.5V=2V，
根據(jù)串聯(lián)電路的電流相等：$\frac{2.5V}{12Ω}$=$\frac{2V}{{R}_{滑}}$，
解得R_滑=9.6Ω，
無(wú)法使電壓表的示數(shù)達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值，可能由于滑動(dòng)變阻器的最大阻值太小，把滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器分得的電壓還是較小，不能使燈泡兩端達(dá)到2.5V；
為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，可以再在電路中串�?lián)一個(gè)“4Ω，0.5A”的滑動(dòng)變阻器后重新實(shí)驗(yàn)；
（4）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，讀數(shù)為0.22A，燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.22A=0.55W；
（5）額定功率是指燈泡在額定電壓下的功率，隨著小燈泡兩端的電壓和通過(guò)小燈泡的電流的改變，小燈泡的功率也在改變，不同的電壓下，小燈泡的電功率不同，小燈泡的實(shí)際功率是不斷變化的，因此求功率的平均值是沒(méi)有意義的；
（6）燈泡的電阻隨著溫度的升高而增大，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知，電流變化量會(huì)越來(lái)越小，故選丙圖象．
故答案為：（1）如上圖；（2）C；（3）滑動(dòng)變阻器的阻值太��；再在電路中串聯(lián)一個(gè)“4Ω，0.5A”的滑動(dòng)變阻器；（4）0.22；0.55；（5）C；（6）丙．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接電路圖、電路的調(diào)節(jié)、電流表讀數(shù)、求燈泡功率等問(wèn)題；對(duì)電流表讀數(shù)時(shí)，應(yīng)先確定電流表量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)，視線要與電流表刻度線垂直，考查角度廣，設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)多，綜合性較強(qiáng)，具有一定的代表性．