Question

小王想知道小灯泡的亮度与什么因素有关．他找来额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L₁和额定电压是3.8V的灯L₂，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图1所示的电路图进行探究．
（1）请你用笔画线代替导线，根据图1所示的电路图，将图2所示的实物图连接完整．
（2）若小王连接电路后闭合开关，灯L₁发光微弱，移动滑片P也不能改变灯的亮度．原因是他把滑动变阻器的

 

（选填“AB”或“CD”）接线柱接入了电路．若灯不亮，且电流表示数为零，电压表示数为6V，原因可能是

 

．
（3）小王排除故障后，按图2所示的电路继续进行实验：
①闭合开关，滑片P向

 

（选填“A”或“B”）端移动，使灯L₁发光，测出灯L₁的相关物理量，记录和计算结果如表：

次数	电压/V		实际功率/W	电阻Ω
1	1.6	0.20	0.32	8.00
2	2.5	0.24	0.60	10.42
3	2.8	0.26	0.73	10.77

②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处．
（4）小王注意到灯L₁的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．结合表中数据得出结论：小灯泡越亮，它的实际功率就越

 

．
（5）用灯L₂替换灯L₁重复上面的实验时，需要改变电压表的量程，但发现电压表0～15V的量程坏了．如果他还能继续完成该探究实验．请你帮他画出能继续完成该探究实验的新的电路图．

Answer 1

分析：（1）电压表与灯泡并联，电流表选0～0.6A的量程且串联在电路中，注意正负接线柱的连接；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）灯泡L₁几乎不发光，说明电路是通路，但是电流太小，并且移动串联在电路中的滑动变阻器的滑片，灯泡亮度不变，说明电路中的电阻太大，滑动变阻器又不起作用，是滑动变阻器把下面两个接线柱接入电路了．
电流表无示数，说明电路断路；电压表等于电源电压，说明电压表与电源两极相连；
（3）①排除故障后，应减小滑动变阻器接入电路的电阻，使灯泡两端电压等于灯泡的额定电压；
②根据功率的计算公式P=UI可知表中缺少的物理量；
（4）比较灯泡亮度增大时，可以判断灯泡的实际功率，因为灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定的；
（5）根据串联电路电压特点判断滑动变阻器两端电压的最大值，可通过测量滑动变阻器两端电压来完成小灯泡额定功率的测量．

解答：解：（1）电压表的负接线柱与灯泡的左接线柱相连，滑动变阻器的任意上方接线柱与电流表0.6的接线柱相连，如下图所示：

（2）闭合开关，灯几乎不发光，即电路电流太小，说明电路电阻太大；移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不改变，说明滑动变阻器将下面两个接线柱A、B接入电路；
灯泡不亮，电流表无示数，说明电路中有断路现象；电压表等于电源电压6V，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，故灯泡断路；
（3）①排除故障后，因为滑动变阻器此时接入电路的阻值最大，因此需减小滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向A端移动；
②从表中数据可知，实际功率等于表中前两项之积，由P=UI可知，第二项数据为通过灯泡的电流/A，如下表所示：

次数	电压/V	电流/A	实际功率/W	电阻/Ω
1	1.6	0.20	0.32	8.00
2	2.5	0.24	0.60	10.42
3	2.8	0.26	0.73	10.77

（4）从实验1→实验2→实验3，灯泡越来越亮，灯泡实际功率越大；
（5）当灯泡两端电压为额定电压3.8V时，滑动变阻器两端电压为：6V-3.8V=2.2V，因此让电压表测量滑动变阻器两端电压，当电压表示数为2.2V时，灯泡正常发光，读出电流电流，根据P=UI即可计算出小灯泡的额定功率，电路图如下：

故答案为：（2）AB；灯泡断路；（3）①A；②电流/A；（4）大．

点评：本题涉及到知识点较多，由电路图连接实物图、电流表量程的选择和连接方式、滑动变阻器接线柱的选择、电路故障的判断以及电路设计等，综合性较强；特别注意电压表其中一个量程损坏后，可结合电路的特点利用电压表的另一个量程进行测量．