Question

15．如图甲所示是晓莉同学“测量小灯泡的电功率”*的电路图，图乙是实物连接图，其中电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V．
（1）图乙已连接部分电路，请用笔画线代替导线按照电路图将电路连接完整，使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大．
（2）晓莉同学连接好电路后，闭合开关，发现电压表和电流表的指针均迅速摆过最大刻度．原因可能是两电表量程过小；滑动变阻器处于最小值．

（3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P到图示位置时，电压表的示数如图丙所示，其示数为2.2V；实验中优先选用小量程的原因是提高测量的准确程度．
（4）晓莉同学多次移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丁所示的图象．根据图象信息，可算出小灯泡的额定功率是0.5W．通过图象还可以发现灯丝的电阻是变化的，这一现象表明：灯丝的电阻随温度的变化而变化．
拓展：
实验中为保证电路各元件的安全，滑动变阻器连入电路的最小阻值是10Ω．

Answer 1

分析 （1）根据滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大确定变阻器的连接；
（2）电流表指针迅速摆动到最大刻度，说明电路电流过大，造成电路电流过大的原因可能是：电流表A量程过小；滑动变阻器处于最小值；
（3）根据电压表的量程确定分度值读数；实验中优先选用小量程的原因是：提高测量的准确程度；
（4）灯在额定电压下的功率为额定功率，据图象信息，灯在额定电压下的电流为0.2A，根据P=UI计算小灯泡的额定功率；
根据灯丝的电阻随温度的变化而变化；
拓展：
根据灯的额定电流和串联电路的规律确定电路中的最大电流为，由欧姆定律和电阻的串联求电路的最小总电阻．

解答 解：（1）使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，故滑片以左电阻丝连入电路中，如下所示：

（2）闭合开关，就发现电流表的指针迅速摆过最大刻度，可能的原因：两电表量程过小；滑动变阻器处于最小值；
（3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P到图示位置时，电压表的示数如图丙所示，图中电压表分度值为0.1V，其示数为2.2V；实验中优先选用小量程的原因是：提高测量的准确程度；
（4）灯在额定电压下的功率为额定功率，晓莉同学多次移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丁所示的图象．根据图象信息，灯在额定电压下的电流为0.2A，可小灯泡的额定功率是：
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
通过图象还可以发现灯丝的电阻是变化的，这一现象表明：灯丝的电阻随温度的变化而变化．
拓展：
灯的额定电流为0.2A＜0.6A，根据串联电路的规律，电路中的最大电流为0.2A，由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$，电路的最小总电阻：
R_串=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{4.5V}{0.2A}$=22.5Ω，而灯正常发光时的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω，
根据电阻的串联，
故实验中为保证电路各元件的安全，滑动变阻器连入电路的最小阻值是：
R_滑小=R_串-R_L=22.5Ω-12.5Ω=10Ω．
故答案为：（1）如上所示；（2）两电表量程过小；滑动变阻器处于最小值；（3）提高测量的准确程度；（4）0.5；灯丝的电阻随温度的变化而变化．
拓展：10．

点评 本题测量小灯泡的电功率，考查电路的连接、反常现象的分析、电压表读数、额定功率的计算及对实验器材的要求．