Question

10．小明做測“小燈泡電功率”實驗時，所用器材有電壓為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡，以及符合實驗要求的滑動變阻器、電壓表、電流表、開關和導線．
（1）如圖甲所示是小明沒有連接完整實物電路，請你用筆畫線代替導線，幫小明將實物電路連接完整；
（2）小明連好電路閉合開關后，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光較暗，無論如何移動滑動變阻器滑片P，小燈泡亮度都不變，則原因可能是滑動變阻器同時將下面的兩個接線柱接入電路．
（3）小明調整電路后閉合開關，移動滑片P到某處．電壓表的示數(shù)為2.2V，要測得小燈泡的額定功率．應將滑片P向右（選填“左”或“右”）端滑動．
（4）小明通過移動滑片P，分別記下了多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成了如圖乙所示的U-I圖象，根據(jù)圖象提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W．
（5）實驗結束后，小明僅將小燈泡換成定值電阻，來探究電流與電阻的關系，小明相要完成四組實驗，準備好的定值電阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω．
①將電路連接正確后，閉合開關，移動變阻器的滑片P，使定值電阻兩端的電壓為2V，此時電流表的示數(shù)如圖丙所示，為0.4A，則定值電阻的阻值為5Ω．
②斷開開關，將定值電阻換成阻值為10Ω的電阻，其余不動，閉合開關，電壓表示數(shù)將變大（選填“變大”或“變小”）；為完成此四組實驗，滑動變阻器的最大電阻應不小于40Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表的量程，電壓表并聯(lián)在燈的兩端；電流表選用小量程，串聯(lián)在電路中；
（2）閉合開關，小燈泡亮度較暗，說明電路是通路，但電流較小，原因是電路電阻太大；同時移動滑動變阻器滑片子，燈亮度不變，說明變阻器沒有變阻作用，變阻器接電路方法錯誤；
（3）根據(jù)分壓原理確定滑片移動的方向；
（4）根據(jù)圖丙，找出額定電壓下對應的電流，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；
（5）①根據(jù)電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)歐姆定律求定值電阻的大��；
②根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化；研究電流與電阻的關系時，應保持電壓不變，根據(jù)分壓原理，求出變阻器連入電路中的最小阻值．

解答 解：（1）燈的額定電壓為2.5V，電壓表選用小量程，并聯(lián)在燈的兩端：電流表選用小量程，串聯(lián)在電路中，如圖所示；

（2）滑動變阻器同時將下面的兩個接線柱接入電路；
（3）電壓表的示數(shù)為2.2V，小于燈的額定電壓，要測得小燈泡的額定功率，要增大燈的電壓，減小變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，就要減小變阻器連入電路中的電阻大小，應將滑片P向右端移動；
（4）由圖乙知，燈在2.5V額定電壓下對應的電流為0.2A，燈的額定功率P=U′I′=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）①電流表小量程的分度值為0.02A，示數(shù)為0.4A，定值電阻的大小R=$\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.4A}$=5Ω；
②斷開開關，將定值電阻換成阻值為10Ω的電阻，其余不動，閉合開關，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)將變大；
當接入20Ω的電阻時，要保持電壓為2V不變，變阻器要分去6V-2V=4V的電壓，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的阻值至少為$\frac{4V}{2V}$×20Ω=40Ω，即為完成此四組實驗，滑動變阻器的最大電阻應不小于40Ω．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）滑動變阻器同時將下面的兩個接線柱接入電路；
（3）右；
（4）0.5；
（5）①0.4；5；②變大；40；

點評 本題涉及測量燈的功率和探究電流與電阻的關系兩個實驗，考查電路的連接、實驗注意事項、功率的計算、電功率的計算、器材的選擇、控制變量法的運用等，知識點較多，綜合性強．