Question

一只小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电流约为0.3A．小雨同学想测量这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：
一个电压表、一个电流表、一个开关，电压为6V的电源，两个规格分别为“10Ω  1A”和“50Ω 0.5A”的滑动变阻器，导线若干．

（1）小雨连接了甲图所示的实物图的一部分，通过分析你认为小雨选用的滑动变阻器规格应该为______．“50Ω 0.5A”
．
（2）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P向左滑动时灯泡变暗）．
（3）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是______．
（4）排除故障后，进行了三次测量，测量数据如下表．当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，此时电流为______A；小灯泡的额定功率为______W．

电压U/V	1	2.5	2.8
电流I/A	0.18		0.28

（5）利用所给器材，该实验装置______（选填“能”或“不能”）用来验证欧姆定律中的电流与电压的关系．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据串联电路的特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，然后由欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值，根据这个阻值，判断选择哪个滑动变阻器；
（2）开关、滑动变阻器、灯泡串联接入电路，电压表并联在电路两端，注意滑动变阻器的接法；
（3）小灯泡不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路存在断路；电流表无示数，可能是电路断路或电流表短路；电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外不存在断路；综合分析可知电路故障是小灯泡断路；
（4）确定电流表的量程、最小分度值，由图读出电流表的示数；根据公式P=UI求出小灯泡的功率；
（5）要验证欧姆定律中的电流与电压的关系，应保持电阻阻值不变，但小灯泡的电阻随灯泡两端电压的变化而变化，所以利用此实验装置不能用来验证欧姆定律中的电流与电压的关系．
解答：解：（1）灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压
U_滑=U-U_灯泡=6V-2.5V=3.5V，滑动变阻器接入电路的电阻R=≈11.67Ω＞10Ω，所以应选择
“50Ω 0.5A”的滑动变阻器；
故答案为：“50Ω 0.5A”．
（2）开关、滑动变阻器、灯泡串联接入电路，电压表并联在电路两端，电路图如图所示；
故答案为：电路图如图所示．
（3）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，
出现这一故障的原因可能是小灯泡断路；
故答案为：小灯泡断路．
（4）由图知，电流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.26A，
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
故答案为：0.26；0.65．
（5）要验证欧姆定律中的电流与电压的关系，应保持电阻阻值不变，但小灯泡的电阻随灯泡两端电压的变化而变化，所以利用此实验装置不能用来验证欧姆定律中的电流与电压的关系．
故答案为：不能．
点评：本题考查了实验器材（滑动变阻器）的选择、连接电路图、电路故障分析、电流表读数、求灯泡功率等，考查的内容较多，是实验的常考内容，需要掌握；实验器材的选择原则：
①安全性原则：所选器材应保证电路安全，电阻阻值不能太小、电压表量程与电流表量程不应太小，电源电压不要太大，以免损坏电路元件．
②精确性原则：所选电压表、电流表量程要合适，不要太大，方便读数，减小读数误差，使测量值更准确．
③方便操作 在保证安全的前提下，滑动变阻器的阻值尽可能小些，方便操作．
④经济性原则 使电路消耗的功率尽可能地小．