Question

7．小华同学做“测定小灯泡电功率”实验．待测小灯的额定电压为“2.5V”或“4.0V”，滑动变阻器上标有“50Ω  2A”，实验器材齐全且完好．他连接电路后，将变阻器的滑片置于一端，闭合电键，移动滑片的过程中，观察到小灯发光始终较暗且亮度不变，电流表示数逐渐变大，电压表的指针始终处于如图所示位置．
①小华在连接电路时的主要问题是：将小灯与滑动变阻器并联了．
②请判断小灯的额定电压和电源电压，并说明理由．小灯与滑动变阻器并联，U_灯=U；小灯发光较暗，U_灯＜U_额
所以U_额=4.0伏，电源电压U=3伏．
③为了完成实验，小华同学需对电路连接进行的调整是：将小灯与滑动变阻器串联，电压表并联在灯的两端；
需对实验器材进行的调整是：换电压高于4伏的电源．

Answer 1

分析 ①根据变阻器无变阻的作用，判断连接方式；
②在①的基础上，根据小灯泡发光较暗和电压表的示数判断；
③根据上面的问题采取相应的措施．

解答 解：①实验器材齐全且完好，移动滑片的过程中，观察到小灯发光始终较暗且亮度不变，说明变阻器没有起到分压的作用，则可判断灯与变阻器并联了（电流表示数变大是因为并联的总电阻减小了）；
②小灯与滑动变阻器并联，所以灯两端的电压等于电源电压，U_灯=U，由电压表示数知，示数只能为3.0V（若为15V，则灯将烧坏），小灯泡发光较暗，U_灯＜U_额，所以，灯的额定电压为4.0V，电源电压为3V；
③由上面的分析可知，为了完成实验，小华同学需对电路连接进行的调整是：将小灯与滑动变阻器串联，电压表并联在灯的两端；因灯的额定电压为4.0V，而电源电压只有3V，故应换用电压高于4V的电源．
故答案为：①将小灯与滑动变阻器并联了．
②小灯与滑动变阻器并联，U_灯=U；小灯发光较暗，U_灯＜U_额，所以U_额=4.0伏，U=3伏．
③将小灯与滑动变阻器串联，电压表并联在灯的两端；换电压高于4伏的电源．

点评 本题简化计算，重点考查学生根据实验现象进行演绎推理、分析解决实际问题的能力，综合性较强．