Question

小明在做“測(cè)定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用電源電壓為4.5伏，小燈泡額定電壓為2.5伏．電阻約為10Ω．

（1）在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于______狀態(tài)．
（2）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，按照電路圖將實(shí)物電路補(bǔ)完整（注意量程且導(dǎo)線不能交叉）
（3）按電路圖連接成實(shí)物圖后，滑片P應(yīng)移至______端（A或B）．
（4）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮、電流表指針不動(dòng)、電壓表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，則電 路故障原因可能是______
（5）故障排除后重新閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P到某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖乙，若要測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向______（填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5伏；
（6）小明同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的圖象．根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是______瓦．
此時(shí)小燈泡的電阻是______歐．該圖象不是直線，主要原因是______．

次數(shù)	1	2	3	4
電阻/Ω	5	10	15	20
電流/A	0.6	0.3	0.2	0.15

（7）完成實(shí)驗(yàn)后，該組同學(xué)又找來(lái)了幾個(gè)不同阻值的電阻代替小燈泡繼續(xù)“探究電壓不變時(shí)，電流與電阻的關(guān)系”，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，該組同學(xué)做完第2次實(shí)驗(yàn)后，用15Ω的電阻代替10Ω的電阻，閉合開關(guān)后，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向______端移動(dòng)（選填“A”或“B”），使電壓表的示數(shù)為______V，完成第三次實(shí)驗(yàn)．2根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是：______．

Answer 1

解：（1）在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
（2）燈泡額定電壓是2.5V，則電壓表選3V量程；燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流約為I===0.25A，則電流表應(yīng)選0～0.6A量程；
滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表、開關(guān)串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖所示；

（3）由實(shí)物電路圖知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片在B端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，因此閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于B端；
（4）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表示數(shù)等于電源電壓，其故障可能是：燈泡斷路．
（5）已知電壓表量程是0～3V，分度值是0.1V，則電壓表示數(shù)是2.2V，小于燈泡額定電壓，要使燈泡正常發(fā)光應(yīng)向A移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小，燈泡兩端電壓增大，直到電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V為止．
（6）由圖象I-U知，燈泡的額定電壓U=2.5V對(duì)應(yīng)的電流I=0.2A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；此時(shí)燈泡的電阻R===12.5Ω；因?yàn)闊艚z的電阻與溫度有關(guān)，因此電壓和電流的圖象為曲線．
（7）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，電阻兩端的電壓為5Ω×0.6A=3V保持不變；為保證電阻兩端的電壓保持不變，用15Ω的電阻替換10Ω的電阻，閉合開關(guān)后，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向B端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為3V，完成第三次實(shí)驗(yàn)；
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，電流與電阻的乘積不變，故可得出的結(jié)論為：電壓一定時(shí)，電阻與電流成反比．
故答案為：（1）斷開；（3）B；（4）燈泡斷路；（5）A；（6）0.5；12.5；燈絲電阻受溫度影響；（7）B；3；電壓一定時(shí)，電阻與電流成反比．
分析：（1）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開；
（2）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流確定電流表量程，
滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表、開關(guān)串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；
連線時(shí)注意滑動(dòng)變阻器的接法，注意電壓表與電流表正負(fù)接線柱不要接反；
（3）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（4）燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡短路；電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路存在斷路；電壓表示數(shù)等于電源電壓，說(shuō)明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；
（5）根據(jù)圖乙讀出電壓表示數(shù)，根據(jù)該示數(shù)與燈泡額定電壓間的關(guān)系，判斷滑片的移動(dòng)方向，知道電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓為止．
（6）由I-U圖象找出燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由功率公式P=UI和R=求出燈泡的額定功率和電阻；燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．
（7）用15Ω的電阻替換10Ω的電阻，閉合開關(guān)后，由于電路總電阻變大，電路電流變小，滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大，由于電源電壓變大，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)知，電阻兩端電壓變大，要保持電阻兩端電壓不變，應(yīng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，燈泡兩端的電壓減小，以保證電阻兩端的電壓保持不變．
根據(jù)表中電阻與電流的積不變得出結(jié)論．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，涉及到電路圖的連接、電路故障的判斷、電壓表的讀數(shù)、串聯(lián)電路的分壓作用及額定功率的計(jì)算，同時(shí)還考查了學(xué)生對(duì)圖象的分析和處理能力，本實(shí)驗(yàn)需要注意燈絲的電阻隨溫度的變化而變化以及控制變量法的應(yīng)用．