Question

【题目】在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）．

（1）为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B.“50Ω 0.5A”的滑动变阻器
（2）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整．
（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表无示数，电流表有示数，若电路只有一处故障，则故障原因是 ．
（4）排除故障后，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，其读数是V；为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向（选填“A”或“B”）端移动．
（5）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图丙所示）．分析图象可知：
①小灯泡的额定功率为W．
②实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡不发光，根据图象分析其原因是 ．
（6）完成上述实验后，小华在缺少电压表的情况下，根据绘制出的小灯泡电流与电压关系图象，设计出了一个测未知定值电阻的电路，如图丁所示．请根据电路图写出其中一次测量的实验步骤：
1：只闭合开关S1 ， ， 使得电流表示数为0.2A；
2： ， 表达式：Rx= ．

Answer 1

【答案】
（1）B
（2）

解：如图所示：

（3）电灯短路
（4）2.2；B
（5）0.625；灯的实际功率太小
（6）调节滑动变阻器的滑片；开关S1断开、S2闭合，保持滑片的位置不变，记录电流表的示数I；
【解析】解：（1）测量小灯泡的电功率实验中，L与滑动变阻器串联，电压表测L两端电压，电流表测电路中电流，由题知灯泡正常发光时电路中电流约为：I= ≈0.21A，根据串联电路电流的特点，即为通过变阻器的电流大小，变阻器应分去的电压U变=6V﹣2.5V=3.5V，变阻器阻值至少为：R变= = =16.8Ω＞10Ω，所以应选择滑动变阻器的规格为50Ω 0.5A；（2）由（1）知，灯泡正常发光时电路中电流约为0.21A，所以电流表选用小量程，连接如下图所示：
；（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，说明电路为通路，发现小灯泡始终不发光，电压表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是灯泡短路了；（4）电压表测量灯泡的电压，在图乙中电压表量程0﹣3V，分度值0.1V，由图知电压表示数为2.2V，即灯泡两端的电压为2.2V，小于灯的额定电压，要使灯泡两端电压增大到2.5V，应减小变阻器分得的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，滑片向B端移动；（5）①由图象可知，当灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；②实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，通过灯的电流小于0.1A，则灯的实际功率小于P′=U′I′=0.5V×0.1A=0.05W，远小于灯的额定功率，小灯泡不发光；在上面的分析基础上步骤如下：1、只闭合开关S1 ， 调节滑动变阻器的滑片使电流表为I灯=0.2A；2、开关S1断开、S2闭合，保持滑片的位置不变，记录电流表的示数I；在1中，根据图丙可知，灯的电压为1.5V；在2中电流表测待测电阻与灯并联的总电阻，且因电路的连接关系没有改变，各用电器的电压不变，所以通过灯的电流仍为0.2A，所以在2中，通过待测电阻的电流大小为I﹣0.2A，所以待测电阻Rx= ．
所以答案是：（1）B；（2）如上图所示；（3）电灯短路；（4）2.2；B；（5）①0.625；②灯的实际功率太小；（6）1、调节滑动变阻器的滑片；2、开关S1断开、S2闭合，保持滑片的位置不变，记录电流表的示数I； ．
【考点精析】掌握欧姆定律及其应用是解答本题的根本，需要知道欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）．