Question

【題目】小南同學(xué)做“測(cè)量小燈泡電功率”實(shí)驗(yàn)中，所用電源電壓恒為4V，小燈泡的螺旋套上標(biāo)有“2.5V”字樣，其額定功率小于1W，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“10Ω 1A”．

（1）在實(shí)驗(yàn)前檢查儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的指針如圖1所示，則他接下來(lái)的操作是 ；

請(qǐng)你根據(jù)圖2電路圖用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖3中未完成的電路連接好．要求：滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，連入電路的阻值變大，導(dǎo)線不能交叉；

（2）連接電路后閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表均無(wú)示數(shù)，燈泡不亮，移動(dòng)滑片時(shí)電壓表和電流表仍然沒(méi)有示數(shù)，燈泡不亮．電路的故障可能是 ；

A．燈泡短路 B．滑動(dòng)變阻器短路

C．燈泡斷路 D．滑動(dòng)變阻器斷路

（3）電路故障排除后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)如圖4所示，現(xiàn)要測(cè)定小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片適當(dāng)?shù)叵?/span> （選填“左”或“右”）移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流示數(shù)如圖5所示，那么燈泡的額定功率是 W；

（4）小南能用小燈泡來(lái)研究電流與電壓的關(guān)系嗎？ ；理由是 ．

（5）為了研究電流和電阻的關(guān)系，小南找到幾個(gè)定值電阻，阻值分別是5Ω、10Ω、15ΩQ、20Ω、30Ω，他用5Ω的電阻替換電路中的小燈泡，移動(dòng)滑片使電壓表示數(shù)為2.5V，記錄電流表示數(shù)，又換上10Ω的電阻，移動(dòng)滑片，最終電流表的示數(shù)為 A；

（6）當(dāng)小南用20Ω的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)始終不能調(diào)到2.5V，聰明的小南想到了解決辦法，他將其中一個(gè)定值電阻串聯(lián)接入電路后，既可以用20Ω的電阻完成實(shí)驗(yàn)，又可以用30Ω的電阻完成實(shí)驗(yàn)，他選擇的定值電阻是 Ω．

Answer 1

【答案】（1）對(duì)電流表進(jìn)行調(diào)零，使指針指在零刻度線上．見(jiàn)上圖；

（2）A；（3）右；0.75；（4）不能；因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的升高而增大，而電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，要控制電阻值大小不變；（5）0.25；（6）10Ω

【解析】

試題分析：（1）由圖1可知，電流表指針沒(méi)有指在零刻度線上，應(yīng)對(duì)電流表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，使電流表指針指在零刻度線上；

滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，連入電路的阻值變大，滑動(dòng)變阻器應(yīng)接左下接線柱，根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：

（2）若小燈泡兩端短路，則移動(dòng)滑片時(shí)燈泡不亮，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；則電壓表示數(shù)為零，

若滑動(dòng)變阻器短路，燈泡斷路、滑動(dòng)變阻器斷路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；則電壓表示數(shù)不為零，故A符合題意；

（3）由圖可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，由圖4可知，燈泡兩端的電壓為2.8V，

為測(cè)額定功率，燈兩端電壓應(yīng)為2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)可知滑動(dòng)變阻器分得的電壓較小，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器兩端電壓，所以應(yīng)向右移動(dòng)滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V為止．

當(dāng)燈泡兩端的電壓為2.5V時(shí)，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，由圖5可知，通過(guò)燈泡的電流為0.3A，則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．

（4）這個(gè)實(shí)驗(yàn)不能用來(lái)研究電流與電壓的關(guān)系，因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的升高而增大，而電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，要控制電阻值大小不變．

（5）探究電流與電阻的關(guān)系，需保證電壓一定，當(dāng)電壓U=2.5V，R=10Ω時(shí)，根據(jù)I===0.25A；

（6）當(dāng)換上20Ω的電阻后由I===A，UR=IR=A×20Ω=2.6V，所以無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)都不能到2.5V，所以應(yīng)該跟電路串聯(lián)一個(gè)電阻R2，串聯(lián)上電阻后即可以完成20Ω的電阻，也可以完成30Ω的電阻，此電阻的大小為：I===A，R滑+R串===18Ω，所以R串=30Ω﹣R滑=18Ω﹣10Ω=8Ω.