Question

3．小明用下列實驗器材做“測量小燈泡電功率”的實驗：電源（3V），電流表、電壓表、標有“2.5V”字樣的小燈泡、滑動變阻器（20Ω  IA）．開關、導線若干．

（1）請將圖甲電路補完整，要求滑片向右移動時，電壓表示數(shù)變大．
（2）實驗中燈泡突然熄滅，可能是燈泡斷路，也可能是燈泡短路，下列操作能判斷故障類型的是B．
A．直接更換燈泡    
B．觀察電壓表示數(shù)
C．移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光
D．移動滑動變阻器滑片，觀察電壓表示數(shù)是否變化
（3）小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為0.3A，小燈泡的額定功率為：0.75W．
（4）為了探究電流與電阻的關系，僅把電路中的小燈泡換成定值電阻，保持電壓表示數(shù)為2.0V，則換接的定值電阻不能大于40Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)給定的器材連接伏安法測功率的實物電路圖：電壓表與燈泡并聯(lián)測量燈泡電壓，電流表與燈泡串聯(lián)測燈泡電流，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，移動滑片，能改變燈泡的電壓和電流，開關與燈泡串聯(lián)、控制燈泡，由此連接實物圖；
（2）燈光突然熄滅，若燈泡斷路，電壓表串聯(lián)入電路；也可能是燈泡短路，電壓表也短路．由此可根據(jù)電壓表示數(shù)情況判斷故障的原因；
（3）根據(jù)圖乙讀出電流表的示數(shù)，由P=UI計算出燈泡的額定電功率；
（4）在探究電流與電阻的關系時，要保持電阻兩端的電壓為2V不變，滑動變阻器兩端的電壓為2.5V，求出電路中的最小電流，再確定電阻的最大可能值．

解答 解：
（1）要求滑片向右移動時，電壓表示數(shù)變大，即滑動變阻器的阻值變小，將右下接線柱與燈泡右端接線柱相連，實物電路圖如下圖所示：

（2）若是接線柱接觸不良，更換燈泡或移動滑動變阻器的滑片，都不會引起現(xiàn)象的變化，所以BCD不能判斷故障原因；燈光突然熄滅，若燈泡斷路，電壓表串聯(lián)接入電路，示數(shù)幾乎等于電源電壓；若燈泡短路，電壓表也短路，示數(shù)為零．由此可根據(jù)電壓表示數(shù)情況判斷故障的原因，故選B；
（3）電流表量程是0～0.6A，由圖乙所示電流表可知，電流表分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.3A；燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）在探究電流與電阻的關系時，要保持電阻兩端的電壓為2V不變，滑動變阻器兩端的電壓為1V，則電路中的最小電流I_最小=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{滑}}$=$\frac{1V}{20Ω}$=0.05A，
電阻R的最大可能值：R_最大=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{最小}}$=$\frac{2V}{0.05A}$=40Ω．
故答案為：
（1）見上圖；
（2）B；
（3）0.3；0.75；
（4）40．

點評 本題考查了測燈泡額定功率問題，故障的分析判斷，電路圖的連接，定值電阻的范圍計算，綜合性較強，很容易出錯．