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，有两个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑动变阻器，电源电压为6V．

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

（1）本实验中应选择规格为______的滑动变阻器；如图已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整．
（2）某同学闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡的亮度很暗且不变，可能的原因是______．
（3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，进行了多次测量，其中小灯泡正常发光时电流表示数如图所示为______A，实验中多次测量的目的是______．
（4）完成试验后，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”，得到的实验数据如上表．该组同学做完第2次实验后，用15Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片P向______端移动（选填“A”或“B”），使电压表的示数为______V，完成第三次实验．

Answer 1

解：（1）灯泡正常发光时电路电流约为I===0.25A；
此时滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
此时滑动变阻器接入电路的阻值为R_滑===14Ω，
大于滑动变阻器“10Ω1A”的最大阻值，实验时不能选该滑动变阻器，
因此应选规格为“50Ω2A”的滑动变阻器；灯泡的额定电压是2.5V，电压表应选3V量程，灯泡正常发光时的电流约为0.25A，则电流表应选0.6A量程，电流表、滑动变阻器串联接入电路，
电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示；
故答案为：“50Ω 2A”；电路图如图所示．
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡的亮度很暗且不变，可能的原因是：
滑动变阻器同时只接下面两个接线柱，滑动变阻器被接成了定值电阻；
故答案为：滑动变阻器同时只接下面两个接线柱．
（3）由电路图知：电流表量程是0.6A，由图示电流表知，电流表的最小分度值是0.02A，电流表示数是0.24A；
实验中进行多次测量的目的是：测不同电压下灯泡的实际功率；
故答案为：0.24；测不同电压下灯泡的实际功率．
（4）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，应将滑动变阻器的滑片P向B端移动，使电压表的示数为3V，完成第三次实验；
故答案为：B；3．
分析：（1）已知灯泡额定电压与灯泡阻值，由欧姆定律可以求出灯泡正常发光时的电流；由串联电路特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，然后由欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器；根据灯泡的额定电压确定电压表量程，根据灯泡正常发光时的电流确定电流表量程，把电流表、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，连线时要注意滑动变阻器的接法；
（2）灯泡的亮度很暗，说明流过电路的电流较小，可能是电源电压太小，或者是电路电阻较大，电路是由滑动变阻器与灯泡串联而成的，电路电阻太大可能是滑动变阻器接入电路的电阻太大造成的；移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡的亮度不变，说明移动滑片不能该变滑动变阻器接入电路的阻值，综合分析可知电路故障原因是：滑动变阻器同时接下面两个接线柱造成的；
（3）根据图示电流表确定电流表量程与最小分度值，然后根据电流表指针位置读出电流表示数；本实验进行多次测量，可以测出灯泡在不同电压下的实际功率；
（4）用15Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关后，由于电路总电阻变大，电路电流变小，滑动变阻器两端电压变大，由于电源电压不变，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．
点评：本题考查了实验器材的选取、连接电路图、电路故障分析、电流表读数等问题，是实验的常考内容，要掌握．