Question

18．某同學(xué)在“測量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖．小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣（電阻約為10Ω），電源電壓為4.5V．請完成下列回答．

（1）連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開．
（2）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物甲圖連接完整．
（3）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到A（選填“A”或“B”）端．
（4）在連接好電路后，閉合開關(guān)，移動(dòng)變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，原因可能是燈泡斷路．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	R/Ω	I/A
①	3	0.5
②	6	0.33
③	9	0.25

（5）排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，分別記下了多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制了U-I圖象如圖乙．根據(jù)U-I圖象提供的信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.625W，當(dāng)加在小燈泡兩端的電壓為1.5V時(shí)，小燈泡的電阻是7.5Ω．
（6）另一位同學(xué)將圖中的燈泡換成不同阻值的電阻，并換用了另一電源去探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系．得到如表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)可知：電流與電阻不成（成/不成）反比，其原因是沒有保持電阻兩端的電壓一定．
（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，該同學(xué)整理實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器的BP部分比PC部分熱，這是因?yàn)锽P部分與PC部分串聯(lián)，電流相等，并且BP部分比PC部分電阻大，根據(jù)Q=I²Rt可知，在通電時(shí)間相等的情況下，BP部分產(chǎn)生的熱量多．

Answer 1

分析 （1）為保護(hù)電路，連接電路過程中開關(guān)應(yīng)斷開；
（2）根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流的大約值據(jù)此確定電流表的量程，且與燈泡串聯(lián)；
（3）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最大阻值處；
（4）電流表有示數(shù)，說明電路是通路，小燈泡不亮，電壓表無示數(shù)，說明燈泡和電壓表都被短路．
（5）由圖象求出燈泡電壓為額定電壓U=2.5V時(shí)，電路電流I，由P=UI可求出燈泡的額定功率．
讀出1.5V時(shí)的電流值，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻值；
（6）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論；從實(shí)驗(yàn)條件分析原因；
（7）根據(jù)焦耳定律進(jìn)行分析．

解答 解：（1）連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程，與燈泡串聯(lián)，如圖所示：

（3）由圖知，滑動(dòng)變阻器的下面接了右邊的B接線柱，所以閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最左端即A端，使其阻值最大；
（4）當(dāng)燈泡短路時(shí)，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，燈泡不亮；因此此時(shí)電路故障為燈泡短路；
（5）由圖象可知，U=2.5V時(shí)，I=0.25A，則小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
當(dāng)U=1.5V時(shí)，I=0.2A，則R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.2A}$=7.5Ω；
（6）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電流與電阻乘積不是定值，即電流與電阻不成反比；由歐姆定律可知，在電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比，因此該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與歐姆定律不符；這是由于沒有保持電阻兩端電壓不變造成的．
（7）BP部分與PC部分串聯(lián)，電流相等，并且BP部分比PC部分電阻大，根據(jù)焦耳定律可知，在通電時(shí)間相等的情況下，BP部分產(chǎn)生的熱量多．
故答案為：（1）斷開；（2）見上圖；（3）A；（4）燈泡斷路；（5）0.625；7.5；（6）不成；沒有保持電阻兩端的電壓一定；（7）BP部分與PC部分串聯(lián)，電流相等，并且BP部分比PC部分電阻大，根據(jù)Q=I²Rt可知，在通電時(shí)間相等的情況下，BP部分產(chǎn)生的熱量多．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器的選擇、實(shí)物電路的連接、電流表的讀數(shù)、故障分析、功率計(jì)算以及從圖象獲取信息的能力，從圖象中獲取信息屬于中招的熱點(diǎn)，一定要掌握這種能力．