Question

【題目】復(fù)習(xí)電學(xué)知識(shí)時(shí)，小明在實(shí)驗(yàn)室做了“測(cè)量小燈泡在不同電壓下的電功率”這個(gè)實(shí)驗(yàn)； 實(shí)驗(yàn)中，利用的電源為兩節(jié)舊的蓄電池，小燈泡的額定電壓為 3.5V，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為（10Ω 1A），電流表（0-0.6A 0-3A）；電壓表(0-3V.0-15V)。

(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖中的實(shí)物電路連接完整(要求:閉合開關(guān)后,滑片向左移動(dòng)時(shí)，燈 泡變亮)；

（____________）

(2)正確連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表和電壓表也無(wú)示數(shù),小明向老師求 助，王老師在不拆開原電路的情況下，借助另一導(dǎo)線就很快找出了故障原因:電流表內(nèi)部斷路了。王老師找出這個(gè)故障的相應(yīng)操作如下：用導(dǎo)線接在________（選填“電壓表”“電流表” “開關(guān)”“燈泡”）兩端時(shí)，燈泡及其他元件________（選填“能”“不能”）工作；

(3)當(dāng)電壓表示數(shù)達(dá)到 3.5V 時(shí)，電流表的示數(shù)如圖，則小燈泡的額定功率為________W；

(4)小明先后測(cè)量了小燈泡的實(shí)際電壓小于額定電壓時(shí)的功率和實(shí)際電壓等于額定電壓時(shí)的功率,當(dāng)小明想要繼續(xù)測(cè)量小燈泡的實(shí)際電壓略高于額定電壓時(shí)的實(shí)際功率時(shí),小明發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎么調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片都無(wú)法使電壓表示數(shù)大于 3.5V,他可以采取的方法是____________ 。 解決了問(wèn)題后,他測(cè)出了電壓略大于 3.5V 時(shí)的燈泡功率, 為了比較燈泡在不同電壓下的功率 關(guān)系,他_______ (選填“需要”或“不需要”)重新測(cè)量前兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

(5)測(cè)完小燈泡的電功率之后,小明同學(xué)在原電路中換下燈泡,換上 另一種用電器,來(lái)測(cè)量這種用電器工作時(shí)的電功率。小明同學(xué)根據(jù)他 測(cè)量的電流表和電壓表的示數(shù)繪制出這種用電器工作時(shí)的 U-I 圖像 如圖,接下來(lái),他還想要繪制出該用電器的 P-I2,和 P-U2 圖像,如圖,下列可能正確的是（____________）

A. B. C. D.

(6)完成實(shí)驗(yàn)后,小明繼續(xù)做“探究電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),小明所用的四個(gè)定值電阻的阻值 分別 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。他將電源電壓換為6V,其他實(shí)驗(yàn)器材和剛才測(cè)量小燈泡電功率時(shí)一樣,合理選擇電流表電壓表的量程,把電路中的小燈泡取下,把四個(gè)定值電阻分別接入電路 中進(jìn)行探究。如果要保證電路中各元件的安全,且用四個(gè)電阻都能順利地完成實(shí)驗(yàn),則定值電阻 兩端的電壓至多控制為_______ V,至少控制為_______V。

Answer 1

【答案】 電流表 能 1.4 換用兩節(jié)新的蓄電池 不需要 A 5 4

【解析】

（1）閉合開關(guān)后，滑片向左移動(dòng)燈泡要變亮，則須滑片向左移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)變阻器電阻要減小，所以應(yīng)接左下端接線柱，即將燈泡右端接線柱與滑動(dòng)變阻器左下端接線柱連接即可。如圖：

（2）故障原因是電流表內(nèi)部斷路，即電流表電路不通，所以將電流表兩端用導(dǎo)線連接，就可以將電路重新接通，燈泡及其他元件就能工作。

（3）由電路實(shí)物圖可知，電流使用0-0.6A量程，分度值為0.02A，其示數(shù)為0.4A，燈泡電壓此時(shí)為額定電壓3.5V，則小燈泡的額定功率為P=UI=3.5V×0.4A=1.4W。

（4）因?qū)嶒?yàn)使用的電源為兩節(jié)舊的蓄電池，電源電壓太低，才導(dǎo)致無(wú)論怎么調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片都無(wú)法使電壓表示數(shù)大于3.5V，所以他應(yīng)換用兩節(jié)新的蓄電池；因燈泡的實(shí)際功率由其實(shí)際電壓決定，只要實(shí)驗(yàn)過(guò)程中燈泡的電壓調(diào)節(jié)符合要求，即可完成實(shí)驗(yàn)，所以不需要重新測(cè)量前兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（5）在U-I圖像中，=R為圖線的斜率，由圖像可知，U-I 圖線斜率在減小，即該用電器的電阻在減小。根據(jù)P=I2R可得=R，可知P-I2圖線的斜率在減小，故B、D錯(cuò)誤；根據(jù)P=可得=，因該用電器電阻減小，所以在增大，即P-U2 圖線斜率在增大，故A正確，C錯(cuò)誤。

（6）可合理選擇電流表和電壓表的量程，則電路中的最大電流以滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的電流為準(zhǔn)，即I最大=1A。當(dāng)接入最小的電阻5Ω時(shí)，電壓表示數(shù)即為允許的最大電壓U最大=R最小I最大=5Ω×1A=5V；因變阻器的最大阻值為10Ω，當(dāng)變阻器電阻全部連入電路中時(shí)，若接入最大的電阻R最大=20Ω，此時(shí)電路中的最小電流I最小==0.2A，則定值電阻的最小電壓U最小=I最小R最大=0.2A×20Ω=4V。所以定值電阻兩端的電壓至多控制為5V，至少控制為4V。