Question

一個額定電壓是2.5V的小燈泡，正常工作時的電阻約為8Ω．小明想測量它的額定功率．實驗室有如下器材：電源（電壓恒為6V）、電流表、電壓表、開關各1個、規(guī)格分別為“10Ω  1A”和“50Ω  0.5A”的滑動變阻器2個，導線若干．

（1）小明設計了圖甲所示電路，他應選用規(guī)格為

“50Ω0.5A”

的滑動變阻器．
（2）圖乙是小明根據電路圖連接的實物圖，閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現小燈泡不亮，經檢查是由于一根導線連接錯誤，請你在圖乙中連接錯誤的導線上打“×”并補畫出正確的連線．
（3）小明正確連線后，繼續(xù)實驗．當電壓表的示數為2.5V時，電流表的示數如圖丙所示為

0.32

A，小燈泡的額定功率是

0.8

W．
（4）實驗結束后，小明整理實驗器材時，發(fā)現滑動變阻器的AP部分比PD部分熱，這是因為

AP部分的電阻比PD部分的電阻大

．
（5）下表是乙組同學所測量的實驗數據，分析表中數據，他們發(fā)現電流和電壓的關系與其他組不同，請你在圖丁的虛線框內畫出乙組同學所連接的實驗電路的電路圖．

實驗次數	電壓U/V	電流I/A
1	2.5	0.08
2	2	0.1
3	1.5	0.18

Answer 1

分析：（1）由歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電流，由串聯電路特點求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，然后由歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值，根據該阻值選擇滑動變阻器．
（2）電壓表應并聯在燈泡兩端，電壓表不能串聯接入電路．
（3）由圖示電流表確定其量程與分度值，讀出其示數，然后由P=UI求出燈泡額定功率．
（4）分析電路圖，根據電路結構分析答題．
（5）分析表中實驗數據，根據實驗數據確定電壓表的接法，然后作出電路圖．

解答：解：（1）燈泡正常發(fā)光時，通過其的電流約是I=

U

R

=

2.5V

8Ω

≈0.3A，
此時滑動變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，∵I=

U

R

，
∴滑動變阻器接入電路的電阻R=

U滑

I

=

3.5V

0.3A

≈11.7Ω＞10Ω，所以應選擇“50Ω 0.5A”的滑動變阻器；
（2）由圖乙所示電路圖可知，電壓表串聯在電路中，電壓表連接錯誤，電壓表應并聯在燈泡兩端，電路圖如圖1所示；
（3）由圖丙所示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.32A，燈泡額定功率為：
P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（4）滑動變阻器AP部分與PD部分的電流相同，通電時間相同，但AP部分的電阻比PD部分的電阻大，由焦耳定律Q=I²Rt可知，在AP部分所產生的電熱多，故滑動變阻器的AP部分比PD部分熱．
（5）燈泡與滑動變阻器串聯，電源電壓不變，當電路電流增大時，電路電阻減小，滑動變阻器接入電路的阻值減小，滑動變阻器分壓減小，燈泡兩端電壓增大，由表中實驗數據可知，電路電流增大時，電壓表示數減小，這說明電壓表測滑動變阻器兩端電壓，電壓表與滑動變阻器并聯，電路圖如圖2所示．
故答案為：（1）“50Ω  0.5A”；（2）如圖1所示；（3）0.32A；0.8W；
（4）AP部分的電阻比PD部分的電阻大；（5）如圖2所示．

點評：本題考查了滑動變阻器的選擇、修改電路圖、電表讀數、求燈泡功率、作實驗電路圖等問題；對電表讀數時一定要先確定其量程與分度值，然后再讀數，讀數時視線要與電表刻度線垂直．