Question

【題目】測“燈泡的功率”的實驗中，所用的實驗器材有0﹣15V的學生電源，額定電壓為2.5V的燈泡，規(guī)格為“60Ω 2A”的滑動變阻器以及電壓表、電流表、開關(guān)和導線。

（1）如圖甲所示，將電源電壓調(diào)到3V，請你用筆畫線代替導線將實物電路連接完整，要求閉合開關(guān)后，滑片向左移動，燈泡變亮_____________。

（2）連好電路閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表電壓表都有輕微的偏轉(zhuǎn)，則原因是_______。

（3）解決問題后閉合開關(guān)、移動滑片使燈泡兩端的電壓為1.3V，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，為_______A；要測得燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片向_______（“左”或“右”）端滑動。

（4）通過移動滑片，分別記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成如圖丙所示的U﹣I圖象，根據(jù)圖象提供的信息，可計算出燈泡的額定功率是_______W。

(5)（拓展）實驗結(jié)束后，小明將燈泡換成定值電阻，將學生電源調(diào)到15V，通過更換三個不同的電阻（10Ω、20Ω、30Ω）來探究電流與電阻的關(guān)系，用20Ω的電阻替換為某一個電阻后，為了保證定值電阻兩端的電壓不變，他使滑動變阻器連人電路的阻值變大，則這個電阻是_______ ；為了順利完成這三次實驗，定值電阻兩端的電壓最小為_______V。

Answer 1

【答案】 見解析 滑動變阻器電阻太大，小燈泡實際電功率太小 0.12 左 0.5 30Ω 5

【解析】解答：

（1）要求滑片P向右移動，燈泡變亮，即電流變大，變阻器接入電路的電阻變小，故滑片以右電阻絲連入電路中與燈串聯(lián)，如下圖所示：

（2）連好電路閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表電壓表都有輕微的偏轉(zhuǎn)，說明電路是通路，則原因可能是滑動變阻器電阻太大，小燈泡實際電功率太小。（3）乙圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.12A；要測得燈泡的額定功率，要增大燈的電壓，減小變阻器的電壓，由串聯(lián)分壓原理可知，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻，故應(yīng)將滑片P向左端滑動；（4）根據(jù)圖象提供的信息可知，在燈的電壓為2.5V時，電流大小為0.2A，
則小燈泡的額定功率：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
【拓展】根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，用20Ω的電阻替換10Ω的電阻后，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的關(guān)系實驗中，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理可知，應(yīng)將滑動變阻器連入電路中的阻值變大；設(shè)電壓表控制的示數(shù)為UV，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓：U滑＝15V-UV，根據(jù)分壓原理可得：-----①，因UV保持不變，故①左邊為一定值，右邊也為一定值，當變阻器最大電阻60Ω接入電路中時，對應(yīng)的定值電阻為30Ω，即，故UV＝5V，所以，能讓三個電阻都能順利的完成實驗，定值電阻兩端的電壓最小為5V。