Question

5．一个额定电压是6V的小灯泡，其正常工作时通过的电流约为0.3A．小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为“10Ω  lA”、“25Ω  0.2A”、“100Ω  0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为12V）．

（1）通过分析小明应选用规格为“100Ω0.5A”的滑动变阻器．
（2）小明设计了如图1所示电路图，实物图（图2）也已连接了部分电路．请你根据电路图补上两根导线，将电路连接完整．
（3）小明选择了滑动变阻器，并完成了电路连接，且操作均正确，闭合开关后发现灯泡没有发光，电流表有示数，则以下分析和操作正确的是C．（选填选项的字母）
A．可能是小灯泡断路                     B．可能是小灯泡短路
C．应先调节滑动变阻器                   D．应先更换小灯泡
（4）小明通过调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，并获得了小灯泡的额定功率，你认为他判断小灯泡正常发光的依据是观察到电压表示数为6V．
（5）最后，小明还想利用该电路图来探究电流与电压的关系，能实现吗？否（“能”、“否”）

Answer 1

分析 （1）求出灯正常工作时的电阻，根据分压原理确定变阻器的最小阻值，结合灯正常工作时的电流确定变阻器的规格；
（2）根据灯的额定电压确定电压表的量程，电压表并联在灯的两端，滑动变阻器与灯泡应串联，且一上一下接；
（3）电流表有示数说明电路是通路，灯泡不亮可能是电流中电流过小，由此分析应进行的操作；
（4）灯泡正常工作时，它两端电压等于额定电压，由此可知判断的依据；
（5）探究电流与电压的关系时，应控制导体的电阻保持不变．

解答 解：（1）灯正常工作时的电阻R=$\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，想测定这个小灯泡的额定功率，变阻器要分去′12V-6V=6V的电压，根据分压原理，电压表分配与电阻成正比，变阻器连入电路中的阻值至少为20Ω，便因灯正常工作时的电流为0.3A＞0.2A，所以应选用“100Ω  0.5A”的变阻器；
（2）测灯泡的额定功率的实验中，灯的额定电压为6V，所以电压表选用大量程，滑动变阻器与灯泡应串联，且一上一下接，如图所示；

（3）正确连接电路，操作正确，电流表有示数说明电路是通路，灯泡不亮可能是电流中电流过小，所以可以先调节滑动变阻器，看灯泡是否能发光，故选C；
（4）灯泡正常工作时，它两端电压等于额定电压，由此可知他判断的依据是观察电压表示数达到了6V；
（5）探究电流与电压的关系时应控制电阻不变，而灯泡电阻会随温度升高而增大，所以不能用该电路图来探究电流与电压的关系．
故答案为：
（1）100Ω 0.5A；
（2）见上图；
（3）C；
（4）观察电压表示数达到了6V；
（5）否．

点评 此题是测定小灯泡的电功率的实验，综合考查了串联电路特点和欧姆定律应用，器材的选择、电路的连接、实验的操作、控制变量法的运用等．这些都是常考的问题，一定要掌握好．