Question

【题目】测“灯泡的功率”的实验中，所用的实验器材有0﹣15V的学生电源，额定电压为2.5V的灯泡，规格为“60Ω 2A”的滑动变阻器以及电压表、电流表、开关和导线。

（1）如图甲所示，将电源电压调到3V，请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整，要求闭合开关后，滑片向右移动，灯泡变亮__________ 。

（2）连好电路闭合开关后，发现灯泡不发光，电压表指针满偏，电流表的指针几乎没动，则原因是_______。

（3）排除故障后闭合开关、移动滑片使灯泡两端的电压为1.3V，此时电流表的示数如图乙所示，为_______A；要测得灯泡的额定功率，应将滑片向_______（选填“左”或“右”）端滑动。

（4）通过移动滑片，分别记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的U﹣I图象，根据图象提供的信息，可计算出灯泡的额定功率是_______W。

【拓展】实验结束后，小明将灯泡换成定值电阻，将学生电源调到15V，通过更换三个不同的电阻（10Ω、20Ω、30Ω）来探究电流与电阻的关系，用20Ω的电阻替换10Ω的电阻后，为了保证定值电阻两端的电压不变，应使滑动变阻器连人电路的阻值_______（选填“变大”或“变小”）；为了顺利完成这三次实验，定值电阻两端的电压最小为_______V。

Answer 1

【答案】 小灯泡处断路了 0.12 右 0.5 变大 5

【解析】（1）因为要求滑片P向右移动时，灯泡变亮，即电流变大，此过程变阻器接入电路的电阻变小，故是将滑片以右电阻丝连入电路中与灯串联，电路如图：

（2）闭合开关后，因为灯泡不发光，电流表的指针几乎没动，所以，说明有断路故障；电压表指针满偏（有较大的示数），说明电压表与电源连通，即故障为小灯泡处断路；

（3）由图丙知道电流表选用小量程，所以分度值为0.02A，故电流表的示数是0.12A；当灯泡两端的电压为1.3V时，若要测得灯泡的额定功率，需要增大灯的电压，减小变阻器的电压，由串联分压原理知道，此时应减小变阻器连入电路中的电阻，即应将滑片P向右端滑动；

（4）由图象提供的信息知道，当灯的电压为2.5V时，电流大小为0.2A，所以小灯泡的额定功率是：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；

【拓展】

由串联分压原理知道，当用20Ω的电阻替换10Ω的电阻后，由于电阻增大，所以其分得的电压增大；若要探究电流与电阻的关系实验，应保持电阻两端的电压不变，所以由串联电路电压的规律知道，应增大滑动变阻器分得的电压，所以，应将滑动变阻器连入电路中的阻值变大；设电压表控制的示数为UV ，由串联电路电压的规律知道，变阻器的电压是：U滑=15V-UV，即15VUV/UV=R滑/R定，当变阻器接入最大电阻60Ω时，对应的定值电阻为30Ω，即15VUV/UV=60Ω/30Ω，故UV =5V，所以，能让三个电阻都能顺利的完成实验，定值电阻两端的电压最小为5V。