Question

【題目】在“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，器材有“3.8V”的小燈泡、“10Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器、四節(jié)新干電池（電壓為 6V）等。

（1）請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整。

（_______）

（2）閉合開(kāi)關(guān)，小明發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，兩電表均無(wú)示數(shù)。為了查找故障，他將電壓表拆下，保持電路的其他部分連接完好，在開(kāi)關(guān)閉合狀態(tài)下，分別將電壓表接在電源、小燈泡 及開(kāi)關(guān)兩端，發(fā)現(xiàn)只有接在小燈泡兩端時(shí)，電壓表無(wú)示數(shù)，則故障原因是_____。

（3）排除故障后小明繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)為 3V，此時(shí)應(yīng)將滑片向_____ （左/右）端移動(dòng)，直至電壓表的示數(shù)為 3.8V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖所示，則小燈泡的額定功率是_____W。

（4）小明測(cè)量完小燈泡的額定功率后，又閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，記錄電流表和電壓表示數(shù)，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，繪制出小燈泡電功率 P 與小燈泡兩端電壓的平方 U2 的關(guān)系圖象，如圖丙的四個(gè)圖象中可能正確的是_____，理由是_____。

（5）小明還想探究電流與電阻的關(guān)系，他將電路中的小燈泡換成了定值電阻，阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，根據(jù)現(xiàn)有器材，為了使這四個(gè)電阻都能為實(shí)驗(yàn)所用，應(yīng)控制 定值電阻兩端的電壓不低于___V。

Answer 1

【答案】 開(kāi)關(guān)處斷路 右 1.14 D 小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大 4

【解析】

（1）根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表選用量程與燈并聯(lián)，變阻器按一上一下接入電路中；

（2）電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路故障為斷路；如果電壓有示數(shù)，說(shuō)明與電壓表串聯(lián)的元件是完好的；如果無(wú)示數(shù)，說(shuō)明與電壓表串聯(lián)的元件有斷路，或與電壓表并聯(lián)的元件短路或電路中無(wú)電源，據(jù)此判斷故障所在；

（3）燈在額定電壓下正常發(fā)光，根據(jù)圖中電壓表小量程讀數(shù)，比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；根據(jù)圖乙電流表選用的量程確定分度值讀數(shù)，根據(jù)P＝UI求額定功率；

（4）根據(jù)結(jié)合燈的電阻隨溫度的增大而變大分析；

（5）探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要控制電阻的電壓不變，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理分析。

（1）燈的額定電壓為3.8V，故電壓表選用量程與燈并聯(lián)，變阻器按一上一下接入電路中，如下所示：

（2）閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，兩電表均無(wú)示數(shù)，則此電路可能有斷路；

在開(kāi)關(guān)閉合狀態(tài)下，將電壓表接在電源兩端時(shí)，電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電源、電壓表是完好的；

電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端時(shí)，電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器以外的電路斷路；

電壓表接在開(kāi)關(guān)兩端時(shí)有示數(shù)，說(shuō)明開(kāi)關(guān)以外的電路是通路，所以故障是開(kāi)關(guān)斷路，即原因可能是開(kāi)關(guān)處斷路

（3）燈在額定電壓下正常發(fā)光，3V小于燈的額定電壓3.8V，應(yīng)增大燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)減小變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向右移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為額定電壓3.8V；

圖乙中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，燈的額定功率：

P＝UI＝3.8×0.3A＝1.14W；

（4）根據(jù)，設(shè)燈的電阻不變，P與U2成正比，P隨U2的變化關(guān)系為一過(guò)原點(diǎn)的直線，但燈的電阻隨溫度的增大而變大，故P隨U2的變化關(guān)系不是一條直線，故AB錯(cuò)誤；

在U2相同的情況下，實(shí)際的電功率比B選項(xiàng)中直線對(duì)應(yīng)的功率相應(yīng)的變小，故C錯(cuò)誤，D正確。

故選D；

（5）探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要控制電阻的電壓不變?yōu)?V，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓為：

U滑＝U﹣UV，

根據(jù)分壓原理可得：，

因電源電壓和電壓表示數(shù)不變，式子左邊為一定值，則式子右邊也為一定值，當(dāng)變阻器的最大電阻連入電路中時(shí)，對(duì)應(yīng)的定值電阻最大，

即，故UV＝4V，

故為了使這四個(gè)電阻都能為實(shí)驗(yàn)所用，應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓不低于4V。