Question

16．小明同學(xué)進行“測定小燈泡電功率”的實驗，現(xiàn)有器材：額定電壓為2.5V小燈泡（電阻約為10Ω），電源電壓為6V，電流表，電壓表，開關(guān)各一個，規(guī)格分別為“10Ω，1A”和“50Ω，0.5A”的滑動變阻器各一個，導(dǎo)線若干．
（1）實驗中應(yīng)選擇規(guī)格為B（填編號）的滑動變阻器．
A．“10Ω，1A”B．“50Ω，0.5A”
（2）在連接實物圖時，小明發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯誤，請你在連接錯誤的導(dǎo)線上打×，并在圖上補畫出正確的連線．
（3）小明接著把小燈泡換成定值電阻來探究“電流跟電阻的關(guān)系”，先接入5Ω的定值電阻，當滑動變阻器移的滑片移到中點時，測得電流表示數(shù)為0.2A，然后他只將5Ω的電阻換成10Ω電阻，通電時可發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)＞（選填“＞”、“＜”或“=”）0.1A（不考慮溫度對電阻的影響）．為完成探究他接下來的具體操作是滑片應(yīng)向右端移動，使電壓表的示數(shù)不變．

Answer 1

分析 （1）由歐姆定律求出燈的額定電流，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出燈正常發(fā)光時變阻器分得的電壓，由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$求變阻器最大電阻至少為；
（2）實驗中，電壓表應(yīng)與燈并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中；
（3）據(jù)電阻的串聯(lián)規(guī)律求了此時電阻，由歐姆定律確定電路的電流變化；
根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時，需控制定值電阻的電壓相同，當換上大電阻時，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動的方向．

解答 解：當燈額定電壓為2.5V小燈泡正常發(fā)光時，電阻約為10Ω，燈的額定電流：
I_L=$\frac{{U}_{L}}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A＜0.5A，
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：
U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$
變阻器最大電阻至少為：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，考慮到電流因素，故選用 50Ω，0.5A的滑動變阻器，即選用B變阻器；
（2）原電路中，燈被短路了，電壓表串聯(lián)在電路中，是錯誤的，電壓表應(yīng)與燈并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中，如下所示：

（3）小明接著把小燈泡換成定值電阻來探究“電流跟電阻的關(guān)系”，先接入5Ω的定值電阻，當滑動變阻器移的滑片移到中點時，測得電流表示數(shù)為0.2A，然后他只將5Ω的電阻換成10Ω電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)規(guī)律，此時電路的總電阻：
R_串=10Ω+$\frac{1}{2}$×50Ω=35Ω，由歐姆定律，此時電路的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{串}}$$\frac{6V}{35Ω}$≈0.17A＞0.1A，即通電時可發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)＞0.1A；
根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；
探究電流與電阻的實驗中應(yīng)控制電壓不變，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以，為完成探究他接下來的具體操作是：滑片應(yīng)向右端移動，使電壓表的示數(shù)不變．
故答案為：（1）B；（2）如上所示；（3）＞；滑片應(yīng)向右端移動，使電壓表的示數(shù)不變．

點評 本題測定小燈泡電功率，考查器材的選擇、電路的連接、變化電路的分析及操作過程．