Question

6．小亮同學做測定“小燈泡的額定電功率”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（小燈泡的額定功率小于1W）、滑動變阻器（50Ω1A）、以及符合實驗要求的電表、開關和導線．如圖甲是小亮同學沒有連接完整的電路．

（1）本實驗的實驗原理是P=UI．
（2）請你用筆畫線代替導線，將圖甲所示的電路連接完整．
（3）小亮同學連好電路后閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，發(fā)現小燈泡始終不亮，電壓表有示數，電流表無示數，則故障可能是小燈泡開路（或燈座斷路）（寫出一種即可）．
（4）小亮同學排除故障后閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，同時，眼睛應注視B（選填序號）．
A．小燈泡亮度           B．電壓表示數
C．電流表示數           D．滑動變阻器滑片
（5）小亮同學移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表的示數為2.2V，要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向B端移動（選填“A”或“B“）．當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是0.5W，此時小燈泡的電阻是12.5Ω．該實驗中滑動變阻器除了保護電路外，還有調節(jié)燈泡的電壓為額定電壓的作用．
（6）小亮利用該電路探究電流跟電阻的關系，他將小燈泡換成多個定值電阻R，保持電示數始終為如圖丙所示，多次更換阻值不同的定值電阻R，并記錄各次電流表的示數，若不更換其他器材，為了能夠完成實驗，更換的電阻阻值不能夠大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）測燈泡電功率的實驗原理為P=UI；
（2）求出燈正常工作時的電流大小，確定電流表的量程，將電流表與燈串聯(lián)；
（3）小燈泡始終不亮，電流表無示數，說明電路開路或斷路；電壓表有示數說明電壓表和電源連接良好，據此判斷；
（4）燈在額定電壓下的功率為額定功率；
（5）①比較電壓表示數與額定電壓的大小，根據分壓原理確定滑片移動的方向；
②根據圖乙電流表小量程讀 數，由P=UI求燈的額定功率；
③根據歐姆定律求電阻大��；
④根據燈在額定電壓下的功率為額定功率回答；
（6）根據串聯(lián)電路電壓的特點，求出滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理求更換的電阻的最大阻值．

解答 解：（1）測小燈泡電功率的實驗原理為P=UI；
（2）小燈泡正常工作時的電流小于I′=$\frac{P}{U}=\frac{1W}{2.5V}$=0.4A＜0.6A，電流表量程選擇0～0.6A．串聯(lián)在電路中，如下圖所示；

（3）連好電路后閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，發(fā)現小燈泡始終不亮，電流表無示數，說明電路開路或電路總電阻很大；電壓表有示數，說明電壓表和電源連接良好，因此故障的原因可能是小燈泡開路（或燈座斷路）導致電壓表串聯(lián)在電路中；
（4）燈在額定電壓下的功率為額定功率，所以眼睛應該注視電壓表，故選B；
（5）①電壓表示數低于額定電壓，要使燈正常發(fā)光，要增大燈的電壓，減小變阻器分得的電壓，根據分壓原理可知，應把滑動變阻器連入電路中的電阻調小，所以滑片向B端移動；
②電流表小量程分度值為0.02A，讀數0.2A，燈的額定電功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
③此時燈的電阻大小R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
④該實驗中滑動變阻器除了保護電路外，還有調節(jié)燈泡的電壓為額定電壓的作用；
（6）電壓表小量程分度值為0.1V，示數為2V，則滑動變阻器分得的電壓為6V-2V=4V；滑動變阻器分得的電壓是定值電阻電壓的$\frac{4V}{2V}$=2倍，根據分壓原理可知，變阻器的阻值為定值電阻的2倍，則定值電阻的阻值為變阻器接入電路阻值的$\frac{1}{2}$；當滑動變阻器連入電路的阻值最大為50Ω時，定值電阻的阻值也最大，所以定值電阻最大為$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω．
故答案為：（1）P=UI；（2）如上圖所示；（3）小燈泡開路（或燈座斷路）；
（4）B；（5）B；   0.5；  12.5；  調節(jié)燈泡的電壓為額定電壓；（6）25．

點評 本題測量小燈泡的電功率，考查實驗原理、電路的連接、常見故障的分析、操作過程、額定功率及電阻的計算，并涉及研究電流跟電阻的關系實驗的器材的選擇、控制變量法的運用等知識，綜合性較強．