Question

4．為了測定額定電壓為“2.5V”小燈泡的電功率，已知電源是三節(jié)干電池串聯(lián)，滑動變阻器的規(guī)格是“20Ω 1A”，小明同學設計了如圖甲所示的電路圖．實驗中各元件完好，電源電壓保持不變．

（1）連接電路的過程中開關應斷開，請你在圖乙中用筆畫線代替導線，幫小明同學將電路連接完整（連線不得交叉）．
（2）為了觀察燈泡正常發(fā)光情況和測定其額定功率，操作時應注意手、眼協(xié)調(diào)動作：即在調(diào)節(jié)滑動變阻器的同時注意觀察電壓表的示數(shù)；若調(diào)節(jié)到位時電流表的讀數(shù)為0.5A，則小燈泡的額定功率為1.25W．
（3）完成實驗后，他們兩個又找來了幾個不同阻值的電阻代替小燈泡繼續(xù)“探究電壓不變時，電流與電阻的關系”，他把5Ω、10Ω、20Ω的電阻分別接入電路，探究電流與電阻的關系，使電壓表的示數(shù)如圖丙所示，他們能夠完成整個實驗探究嗎？不能，理由探究電流與電阻的關系時，應保持不同定值電阻兩端的電壓不變，由于變阻器的最大阻值較小，不能對所有定值滿足這一條件．

Answer 1

分析 （1）在閉合開關前，滑動變阻器滑片應置于阻值最大的位置；
（2）燈在額定電壓下的功率為額定功率；根據(jù)P_額=U_額I求燈的額定功率；
（3）探究電流與電阻的關系時，應保持不同定值電阻兩端的電壓不變，根據(jù)分壓原理，求出可滿足這個條件的定值電阻允許的最大值．

解答 解：（1）對照電路圖連接實物圖，將變阻器的最大阻值連入電路，如下圖所示；

（2）燈在額定電壓下的功率為額定功率，為了觀察燈泡正常發(fā)光情況和測定其額定功率，操作時應注意手、眼協(xié)調(diào)動作：即在調(diào)節(jié)滑動變阻器的同時注意觀察電壓表的示數(shù)；若調(diào)節(jié)到位時電流表的讀數(shù)為0.5A，則小燈泡的額定功率P_額=U_額I=2.5V×0.5A=1.25W；
（3）探究電流與電阻的關系時，應保持不同定值電阻兩端的電壓不變，圖丙中電壓表小量程的分度值為0.1V，示數(shù)為1.5V，即保持1.5V變，因電源電壓為3×1.5V=4.5V，所以變阻器要分去
4.5V-1.5V=3V的電壓，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的阻值應為定值電阻的$\frac{3}{1.5}$×R_定=2R_定，而滑動變阻器的規(guī)格是“20Ω 1A”，即連入電路中的最大阻值為20Ω，故定值電阻的最大值為$\frac{20Ω}{2}$=10Ω，即對20Ω的定值電阻，無論怎樣移動滑片，都不能使電壓為1.5V，所以不能完成整個實驗．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）電壓表示數(shù)；1.25；
（3）不能；探究電流與電阻的關系時，應保持不同定值電阻兩端的電壓不變，由于變阻器的最大阻值較小，不能對所有定值滿足這一條件；

點評 本題測量小燈泡的電功率，考查電路的連接、操作過程、控制變量法、器材的規(guī)格要求，最后一問是本題的難點，要注意語言表述的完整性．