题目内容
【题目】如图甲所示是某兴趣小组“测量小灯泡电功率”的部分实验电路，电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压是2.5V，正常发光时电阻大约为10Ω，滑动变阻器规格为“40Ω，1A”，电流表（0~0.6A、0~3A），电压表（0~3V、0~15V）各有两个量程：
(1)请在图甲中用笔画线代替导线，使其成为完整的电路；
（_______）
(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到________端（选填“A”或“B”）；
(3)闭合开关前，发现电流表指针偏转如图乙所示，接下来应___________；
(4)解决(3)中问题并检查电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，分析故障的原因可能是_________；
A．滑动变阻器断路 B．电压表两接线柱间短路
C．灯泡断路 D．灯座两接线柱间短路
(5)排除故障后继续实验，测量数据如下表所示：
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
发光情况 | 不亮 | 微光 | 较亮 | 明亮 | 更明亮 |
电压U/V | 0.5 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
电流I/A | 0.16 | 0.22 | 0.25 | 0.3 |
在第1次实验中，灯泡不亮的原因是______________；小灯泡正常工作时电流表的指针指示如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______W；第4组实验后，要获得第五组数据，滑片P应向________（选填“A”或“B”）端移动；
(6)兴趣小组的同学想接着探究“电流与电阻的关系”，于是将图甲中的小灯泡分别换成5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻进行实验，为了完成这四次实验，则应控制定值电阻两端的电压至少为________V。
【答案】
A 对电流表机械调零 C 电流较小 0.7 B 1.5
【解析】
(1)[1]由于小灯泡的额定电压是2.5V，正常发光时电阻大约为10Ω，那么正常发光时，电流大小约是
那么电流表的量程选择0~0.6A即可，并且和灯泡串联接在电路中，如下图所示。
(2)[2]闭合开关前，为了防止电路中的电流过大，电路的总电阻应该调到最大，即把滑动变阻器的滑片移到A端。
(3)[3]闭合开关前，发现电流表指针往左偏，电路中是没有电流的，这时需要进行机械调零，把指针调到零刻度线处。
(4)[4]电流表无示数，说明电路中有断路现象，电压表的示数接近电源电压，这说明电压表并接在电源两端，那应该是灯泡断路。
故选C。
(5)[5]在第1次实验中，电流值只是0.16A，灯泡不亮的原因是电流太小了。
[6]由上述可知，灯泡正常发光时的电流大约0.25A，那么从图丙可知，电流表的量程是0~0.6A，它的读数是0.28A，小灯泡正常工作时的额定电压是2.5V，那么小灯泡的额定功率
小灯泡的额定功率是
。
[7]第4组实验后，要获得第五组数据，滑片P应向B端移动，这时变阻器接入电路的电阻变小，其分得的电压是变小的，灯泡的电压变大。
(6)[8]设应控制定值电阻两端的电压至少为
，由题意可得到以下关系式
当定值电阻是20Ω，滑动变阻器的电阻最大，最大可以是40Ω，由上式变换可得到
当滑动变阻器的电阻最大是40Ω，是最小的，其大小
。
