Question

20．如圖所示是小華測(cè)量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)電路圖，燈泡額定電壓是2.5V，不發(fā)光時(shí)電阻約為6Ω，電源電壓約為6V，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“20Ω 2A”．

（1）請(qǐng)你在圖甲中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電路連接完整，要求向左移動(dòng)滑片，燈泡變亮．
（2）閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，電壓表示數(shù)接近電源電壓．則電路故障的原因可能是燈泡斷路．
（3）排除故障后，閉合開(kāi)關(guān)，將滑片移至某一位置，觀察到電壓表的指針如圖乙所示．為了保證小燈泡不被損壞，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片向B移（選填“A”或“B”），直至電壓表示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表的指針如圖丙所示，則小燈泡額定功率為0.65W，燈絲此時(shí)的電阻為9.62Ω．（保留兩位小數(shù)）
（4）若將圖中的小燈泡換成定值電阻，下述實(shí)驗(yàn)可以完成的是B．
A．探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻的關(guān)系
B．探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系
C．探究電流的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系
D．探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）變阻器注意要一上一下選擇接線柱且向左移動(dòng)，燈泡變亮，接左下接線柱；
（2）根據(jù)電路故障的現(xiàn)象判斷是短路還是斷路，再進(jìn)一步確定短路或斷路發(fā)生的位置；
（3）根據(jù)電壓表的量程和分度值，讀出電壓值，燈泡兩端電壓由2.9V減小到2.5V，燈泡電流要減小，需要增大電路電阻，增大滑動(dòng)變阻器的電阻，直到電壓表的示數(shù)為2.5V．
電流表讀數(shù)：首先確定使用的量程，然后確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格代表的示數(shù)．
知道電壓和電流，根據(jù)P=UI和R=$\frac{U}{I}$計(jì)算功率．
（4）小燈泡更換成定值電阻，則電阻一定，此時(shí)可探究電流與電壓的關(guān)系．

解答 解：（1）變阻器要一上一下選擇接線柱且向左移動(dòng)，燈泡變亮，接左下接線柱，電路連接如圖所示：

（2）閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路斷路．電壓表示數(shù)接近電源電壓，說(shuō)明電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦罚瑒t電路故障的原因可能是燈泡斷路．
（3）電壓表測(cè)燈泡電壓，要測(cè)燈泡的額定功率，使燈泡兩端電壓為2.5V，電壓表的量程為0-3V，分度值為0.1V，讀數(shù)為2.9V，要使燈泡正常發(fā)光，需減小燈泡兩端的電壓和電流，需將滑動(dòng)變阻器阻值增大，滑片向B移動(dòng)，直到電壓表的示數(shù)為2.5V；
電流表的量程為0-0.6A，分度值為0.02A，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.26A
小燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
小燈泡的電阻為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.26A}$=9.62Ω，；
（4）A．探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)至少有兩個(gè)不同的電阻進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，故A不合題意；
B．探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系，應(yīng)保持電阻不變，小燈泡更換成定值電阻后，阻值不變，故B符合題意；
C．探究電流的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系，應(yīng)使用通電螺線管，而不是定值電阻，故C不合題意；
D．探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電壓一定，多次改變阻值，一個(gè)定值電阻不能完成探究，故D不合題意．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）燈泡斷路；（3）B；2.5；0.65；9.62；（5）B．

點(diǎn)評(píng) 會(huì)正確連接實(shí)物電路，知道電流表、變阻器的連接方法，會(huì)判斷電路的故障，尤其是能根據(jù)所提供的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，是解答本題的關(guān)鍵．