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    5．小明利用如图甲的电路测定小灯泡的功率．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（电压为3V）、电流表、电压表、开关各一个、导线若干、滑动变阻器3只：R1（10Ω  1A）、R2（50Ω  0.5A）、R3（100Ω 0.3A）．
    （1）请用笔画线代替导线将图甲的实物图补充完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变亮）．
    （2）正确连接电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数为0，电流表示数在一定范围内变化，则电路中的故障可能是灯泡短路；
    （3）排出电路故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，某次测量时，电压表示数为2.2V，为了测量小灯泡的额定功率，则滑片应向左移（选填“左”“右”），继续移动滑片多次测量，小明画出了小灯泡电流随其两端电压变化的关系图象（如图乙），则小灯泡的额定功率为0.75W．
    （4）在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大（选填“变大”“变小”或“不变”）．
    （5）灯泡的功率测量完毕，小明用5Ω、10Ω、20Ω、40Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，保持定值电阻两端的电压2V不变，为完成上述四组实验，则小明选用的滑动变阻器是R2（选填“R1”“R2”或“R3”）．若某次实验中滑动变阻器连入电路的阻值为5Ω，则所选定值电阻的阻值为10Ω．

    分析 （1）当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，小灯泡的亮度增加，说明滑动变阻器和灯泡串联，且滑动变阻器电阻减小，电路电流变大．
    （2）灯泡都不亮，可能电路出现的短路或断路，电流表示数在一定范围内变化，说明电路中通路，再根据电压表示数情况判断故障原因．
    （3）电压表示数小于灯泡额定电压，为使灯泡正常发光，应调节滑动变阻器，增大灯泡电压，根据电路图确定滑片的移动方向；根据图象读出当灯泡两端电压为2.5V时通过灯泡的电流，然后利用P=UI求出灯泡的额定功率．
    （4）由图象分析电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比的变化情况．
    （5）在探究电流与电阻的关系时，要改变接入电路的电阻阻值大小，但不同阻值的电阻两端电压不变；根据串联电路规律可明确对应的滑动变阻器．

    解答 解：
    （1）本实验中，滑动变阻器应与灯泡串联，由题要求向左移动滑片灯变亮，所以滑动变阻器的阻值应变小，即滑片的左下方接线柱应接入电路，如图所示：
    ；
    （2）闭合开关，灯泡都不亮，可能电路出现的短路或断路，电流表示数在一定范围内变化，说明电路中通路，但电压表示数为零，故障原因可能是灯泡短路造成的；
    （3）电压表示数2.2V小于灯泡额定电压，所以需减小滑动变阻器两端电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向左移动；
    根据图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.3A；则灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
    （4）由图象知，电压表的示数增大时，电压表示数变化大于电流表的示数变化情况，所以电压表与电流表的示数之比变大；
    （5）探究电流跟电阻的关系，保持定值电阻两端的电压2V不变，
    由串联电路特点和欧姆定律知：$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$，
    当选择40Ω的定值电阻与滑动变阻器串联时，变阻器连入阻值最大，
    则有：$\frac{2V}{40Ω}$=$\frac{3V-1V}{{R}_{滑}}$，所以滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω，
    所以滑动变阻器选择“50Ω  0.5A”，即选择滑动变阻器R2．
    若实验中滑动变阻器连入电路的阻值为5Ω，则有：$\frac{2V}{R}$=$\frac{3V-1V}{5Ω}$，解得所选定值电阻的阻值为10Ω．
    故答案为：（1）见上图；（2）灯泡短路；（3）左；0.75；（4）变大；（5）R2；10．

    点评 本题是测灯泡额定功率的实验，考查了实物连接、故障判断、功率的计算以及图象的认识和理解，还考查了滑动变阻器规格的选择，设计知识点多，综合性较强，要掌握好此类问题．

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