Question

18．某同学在“测量小灯泡电阻”的实验中，设计了如图甲所示的电路图．小灯泡上标有“2.5V”字样（电阻约为10Ω），电源电压为4.5V．请完成下列回答．

（1）连接电路时开关应断开．
（2）请你用笔画线代替导线，将实物甲图连接完整．
（3）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到A（选填“A”或“B”）端．
（4）在连接好电路后，闭合开关，移动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是灯泡断路．

实验序号	R/Ω	I/A
①	3	0.5
②	6	0.33
③	9	0.25

（5）排除故障后，继续实验，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了U-I图象如图乙．根据U-I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.625W，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是7.5Ω．
（6）另一位同学将图中的灯泡换成不同阻值的电阻，并换用了另一电源去探究通过导体的电流与导体电阻的关系．得到如表的实验数据，根据数据可知：电流与电阻不成（成/不成）反比，其原因是没有保持电阻两端的电压一定．
（7）实验结束后，该同学整理实验器材时，发现滑动变阻器的BP部分比PC部分热，这是因为BP部分与PC部分串联，电流相等，并且BP部分比PC部分电阻大，根据Q=I²Rt可知，在通电时间相等的情况下，BP部分产生的热量多．

Answer 1

分析 （1）为保护电路，连接电路过程中开关应断开；
（2）根据欧姆定律求出灯泡额定电流的大约值据此确定电流表的量程，且与灯泡串联；
（3）闭合开关前，应将滑片移至最大阻值处；
（4）电流表有示数，说明电路是通路，小灯泡不亮，电压表无示数，说明灯泡和电压表都被短路．
（5）由图象求出灯泡电压为额定电压U=2.5V时，电路电流I，由P=UI可求出灯泡的额定功率．
读出1.5V时的电流值，根据R=$\frac{U}{I}$计算出电阻值；
（6）分析表中实验数据，根据实验数据得出结论；从实验条件分析原因；
（7）根据焦耳定律进行分析．

解答 解：（1）连接电路时开关应断开；
（2）灯泡正常发光时电路中的电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，电流表应选择0～0.6A的量程，与灯泡串联，如图所示：

（3）由图知，滑动变阻器的下面接了右边的B接线柱，所以闭合开关前，应将滑片移至最左端即A端，使其阻值最大；
（4）当灯泡短路时，电流表有示数，电压表无示数，灯泡不亮；因此此时电路故障为灯泡短路；
（5）由图象可知，U=2.5V时，I=0.25A，则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
当U=1.5V时，I=0.2A，则R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.2A}$=7.5Ω；
（6）由表中实验数据可知，电流与电阻乘积不是定值，即电流与电阻不成反比；由欧姆定律可知，在电压一定时，电流与电阻成反比，因此该实验数据与欧姆定律不符；这是由于没有保持电阻两端电压不变造成的．
（7）BP部分与PC部分串联，电流相等，并且BP部分比PC部分电阻大，根据焦耳定律可知，在通电时间相等的情况下，BP部分产生的热量多．
故答案为：（1）断开；（2）见上图；（3）A；（4）灯泡断路；（5）0.625；7.5；（6）不成；没有保持电阻两端的电压一定；（7）BP部分与PC部分串联，电流相等，并且BP部分比PC部分电阻大，根据Q=I²Rt可知，在通电时间相等的情况下，BP部分产生的热量多．

点评 本题考查了滑动变阻器的选择、实物电路的连接、电流表的读数、故障分析、功率计算以及从图象获取信息的能力，从图象中获取信息属于中招的热点，一定要掌握这种能力．