Question

4．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒定为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”．
（1）请用笔画线代替导线甲甲图中未完成的实物电路连接完整．

（2）在闭合开关前，变阻器的滑片应放在右（填“左”或“右”）端．
（3）当闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，此时应当进行的操作是A（选填字母序号）
A．将滑片移动到适当位置
B．更换小灯泡
C．改变电流表量程
D．增大电源电压
（4）当灯泡L正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率是0.6W．
（5）小勇继续调节滑动变阻器的过程中，小灯泡突然熄灭，电压表示数变大（填“变大”、“变小”或“不变”），经检查发现灯丝烧断．
（6）某同学还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R，并使电压表的示数始终保持2V不变，多次更换阻值不同的定值电阻R，记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻R的阻值不能大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）电压表与灯并联，由欧姆定律求出灯正常工作时的电流大小，确定电流表量程与灯串联，将变阻器的最大电阻接入电路中；
（2）在闭合开关前，变阻器的滑片应放在阻值最大的位置；
（3）为保护电路，连接电路时，变阻器连入电路中的电阻最大；电流表和电压表都有示数，说明电路为通路，灯不亮是因为电流过小的原因，据此确定操作；
（4）根据图乙电流表小量程读数，根据P=UI求灯的额定功率；
（5）灯泡突然烧断，灯泡断路，电压表两极直接与电源两极相连，电压表测电源电压，据此判断电压表示数的变化；
（6）探究电流与电阻的关系时，控制电压表示数不变，根据串联电路电压的规律，求出变阻器分得的电压，根据分压原理求出定值电阻的最大值．

解答 解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，电压表与灯并联，正常发光时的电阻约为10Ω，灯的额定电流：
I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
电流表选用小量程与灯串联，将变阻器的最大电阻接入电路中，如下所示：

（2）在闭合开关前，变阻器的滑片应放在阻值最大的位置，即右端；
（3）当闭合开关，电流表和电压表都有示数，说明电路为通路，发现小灯泡不亮，可能是因为电路中电流过小的原因，电路中的电阻过大的原因，此时应当进行的操作是：将滑片移动到适当位置，选A；
（4）当灯泡L正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，则小灯泡的额定电功率是：
P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（5）实验中小灯泡的灯丝突然被烧断，电压表串联在电路中，电压表示数约等于电源电压，所以电压表的示数变大；
（6）探究电流与电阻的关系，电压表的示数始终保持2V不变，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U_滑=6V-2V=4V，电压表示数是变阻器的电压是$\frac{2V}{4V}$=$\frac{1}{2}$倍，
根据分压原理，定值电阻R_定=$\frac{1}{2}$R_滑，因变阻器的最大电阻为50Ω，为了能够完成实验，他更换的定值电阻R的阻值不能大于$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω．
故答案为：（1）如上所示；（2）右；（3）A； （4）0.6；（5）变大； （6）25．

点评 本题测量小灯泡电功率，考查电路的连接、注意事项、反常现象的分析、额定功率的计算，同时还考查了电流与电阻的关系实验及控制变量法的运用，综合性较强．