Question

14．小明同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有：
①电压为6V的电源
②额定电压为2.5V的小灯泡（小灯泡的额定功率小于1W）
③滑动变阻器（50Ω  1A）
④电表、开关和导线若干．
（1）请你用笔画线代替导线，将图（甲）的电路连接完整．（连线不能交叉）
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，同时，眼睛应注视B（选填字母）．
A．小灯泡亮度   B．电压表示数
C．电流表示数   D．滑动变阻器滑片
（3）小明同学移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向A端移动（选填“A”或“B”）．
（4）小灯泡正常发光时，电流表示数如图（乙）所示，则小灯泡的额定功率是0.6W．该实验中滑动变阻器除了保护电路外，还有改变灯泡两端电压的作用．
（5）继续调节滑动变阻器滑片的过程中，小灯泡发出耀眼的白光后突然熄灭，此刻他会观察到电压表指针C（选填：“A．回到0刻度、B．达到满刻度、C．超过满刻度”中的代表字母）．
（6）小明利又用该电路探究“电流跟电阻的关系”，他将小灯泡换成定值电阻，保持电压表示数始终为如图（丙）所示，更换不同的定值电阻，并记录各次电流表的示数．若其他器材不变，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）在测量灯泡电功率实验中，需要电压表与灯泡并联测量两端电压；电流表与灯泡串联测量电路电流，根据灯泡额定电压和电阻阻值确定电流表量程；滑动变阻器与灯泡串联调节灯泡两端电压；
（2）小灯泡两端的电压等于额定电压时，小灯泡才会正常发光，此时的实际功率等于额定功率连；
（3）当电压等于灯泡额定电压灯泡正常发光，根据电路图确定滑片移动方向；
（4）由图示电流表确定电流表量程与分度值，读出电流表示数，由P=UI求出灯泡额定功率；
滑动变阻器在电路中一方面可以保护电路，另一方面可以改变灯泡两端电压．
（5）灯泡发出耀眼的白光后熄灭，说明两端电压超过额定电压太多，烧断灯丝出现断路．
（6）先根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数；然后根据串联电路的电阻与电压的关系，并结合滑动变阻器的最大阻值解答．

解答 解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，由P=UI可得，灯泡中的电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A＜0.6A，所以电流表选0～0.6A的量程，且与灯泡串联，电压表电流表连接时注意电流从正接线柱流入负接线柱流出；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中．连接如下图所示：

（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，眼睛应注视电压表的示数，使灯泡两端电压等于灯泡额定电压为止，故选B；
（3）电压表示数为2.2V小于灯泡的额定电压2.5V，要使灯泡正常发光，应向A移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，使电压表示数增大．
（4）当电压表示数等于灯泡额定电压2.5V时，灯泡正常发光；由乙可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.24A，灯泡功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
滑动变阻器在电路中一方面可以保护电路，另一方面可以改变灯泡两端电压；
（5）灯丝因电压太高烧断后，电压表与滑动变阻器、电源串联，所以测量电源电压，因此指针超过满刻度．
（6）在探究电流跟电阻的关系的实验中，保持电压表示数始终为如图（丙）所示，即保持电阻两端的电压为2V不变，
则根据串联电路的电流相同的特点得：
I_定值=I_滑动，
即：$\frac{{U}_{定值}}{{R}_{定值}}$=$\frac{U-{U}_{定值}}{{R}_{滑}}$，$\frac{2V}{{R}_{定值}}$=$\frac{6V-2V}{{R}_{滑}}$，
则R_定值=$\frac{1}{2}$R_滑，
由于R_滑动≤50Ω，
则R_定值=$\frac{1}{2}$R_滑动≤$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω．
故答案为：（1）见上图；（2）B；（3）A；（4）0.6；改变灯泡两端电压；（5）C；（6）25．

点评 本题考查了连接电路图、实验原理、电路故障分析、滑动变阻器作用、滑动变阻器调节等问题，是常考问题，一定要掌握；连接电路图时，注意电表量程的选择；本题难点是探究电流跟电阻关系的实验中，为了保持电阻两端的电压不变，根据串联电路的特点和欧姆定律得出定值电阻R与滑动变阻器连入电路的电阻阻值关系．