Question

在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5伏，电阻大约为10欧，电源电压为6伏．

（1）图甲中已有部分电路联好，请用笔画线代替导线将电路连接完整．
（2）小明正确连接电路后，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮，小明分析后确定是灯泡的故障．若电流表没有示数，电压表有示数且接近电源电压，可以判断灯泡

断路

；若电流表有示数，电压表几乎没有示数，可以判断灯泡

短路

．
（3）故障排除后重新闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙，若要测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向

若实物图中滑动变阻器A接线柱接入电路中时则答案为A，若实物图中滑动变阻器B接线柱接入电路中时则答案为B

（填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5伏；
（4）小金同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图象．根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是

0.5

瓦．该图象不是直线，主要原因是

灯丝的电阻与温度有关

．
（5）完成实验后，该组同学又找来了几个不同阻值的电阻代替小灯泡继续“探究电压不变时，电流与电阻的关系”，得到的实验数据如表，该组同学做完第2次实验后，用15Ω的电阻代替10Ω的电阻，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片P向

若实物图中滑动变阻器A接线柱接入电路中时则答案为B，若实物图中滑动变阻器B接线柱接入电路中时则答案为A

端移动（选填“A”或“B”），使电压表的示数为

3

V，完成第三次实验．

次数	1	2	3	4
电阻Ω	5	10	15	20
电流A	0.6	0.3	0.2	0.15

Answer 1

分析：（1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）电压表示数接近电源电压说明电压表两接线柱与电源两端连接是完好的，无论怎样移动滑动变阻器电流表无示数，说明电路断路即电压表并联的部分断路；
电流表有示数说明电路是通路，电压表无实数说明电压表并联的部分短路；
（3）根据电压表的量程和分度值读出其实数，根据串联电路电阻的分压特点判断滑动变阻器滑片移动的方向；
（4）由图象读出额定电压下通过灯泡的电流，利用P=UI求出额定功率；从影响电阻大小的因素分析该图象不是直线的主要原因；
（5）用15Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关后，电路中的总电阻变大，电路电流变小，滑动变阻器两端电压变大，由于电源电压变大，由串联电路的特点知，电阻两端电压变大，要保持电阻两端电压不变，应移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，灯泡两端的电压减小，以保证电阻两端的电压保持不变．

解答：解：
（1）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联，滑动变阻器的任意下方接线柱与开关的右接线柱相连，如下图所示：

（2）闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮，若电流表没有示数，电压表有示数且接近电源电压，则电压表并联的部分断路，可以判断灯泡断路；若电流表有示数，电压表几乎没有示数，则电压表并联的部分短路，可以判断灯泡短路；
（3）电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，灯泡两端的电压为2.2V；
要测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压到2.5V，根据串联电路的分压特点可知，应减小滑动变阻器分得的电压，即较小滑动变阻器接入电路的电阻，实物图如图1所示时滑片向A端移动，如图2所示时滑片向B端移动；
（4）由图象知，当灯的电压是2.5V时，对应的电流值为0.2A，额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
实验过程中，灯丝的长度、横截面积、材料不变，灯丝两端电压增大时，电流增大，实际功率增大，灯丝的温度升高，电阻增大，即灯丝的电阻与温度有关；
（5）由表中实验数据知，电阻两端的电压为5Ω×0.6A=3V保持不变；为保证电阻两端的电压保持不变，用15Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关后，实物图如图1所示时滑片向B端移动，如图2所示时滑片向A端移动，使电压表的示数为3V，完成第三次实验．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）断路；短路；
（3）若实物图中滑动变阻器A接线柱接入电路中时则答案为A，若实物图中滑动变阻器B接线柱接入电路中时则答案为B；
（4）0.5；灯丝的电阻与温度有关；
（5）若实物图中滑动变阻器A接线柱接入电路中时则答案为B，若实物图中滑动变阻器B接线柱接入电路中时则答案为A；3．

点评：本题考查了测量小灯泡电功率的实验，涉及到电路图的连接、电路故障的判断、电压表的读数、串联电路的分压作用及额定功率的计算，同时还考查了学生对图象的分析和处理能力，本实验需要注意灯丝的电阻随温度的变化而变化以及控制变量法的应用．