Question

【题目】测“灯泡的功率”的实验中，所用的实验器材有0﹣15V的学生电源，额定电压为2.5V的灯泡，规格为“60Ω 2A”的滑动变阻器以及电压表、电流表、开关和导线。

（1）如图甲所示，将电源电压调到3V，请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整，要求闭合开关后，滑片向左移动，灯泡变亮_____________。

（2）连好电路闭合开关后，发现灯泡不发光，电流表电压表都有轻微的偏转，则原因是_______。

（3）解决问题后闭合开关、移动滑片使灯泡两端的电压为1.3V，此时电流表的示数如图乙所示，为_______A；要测得灯泡的额定功率，应将滑片向_______（“左”或“右”）端滑动。

（4）通过移动滑片，分别记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的U﹣I图象，根据图象提供的信息，可计算出灯泡的额定功率是_______W。

(5)（拓展）实验结束后，小明将灯泡换成定值电阻，将学生电源调到15V，通过更换三个不同的电阻（10Ω、20Ω、30Ω）来探究电流与电阻的关系，用20Ω的电阻替换为某一个电阻后，为了保证定值电阻两端的电压不变，他使滑动变阻器连人电路的阻值变大，则这个电阻是_______ ；为了顺利完成这三次实验，定值电阻两端的电压最小为_______V。

Answer 1

【答案】 见解析 滑动变阻器电阻太大，小灯泡实际电功率太小 0.12 左 0.5 30Ω 5

【解析】解答：

（1）要求滑片P向右移动，灯泡变亮，即电流变大，变阻器接入电路的电阻变小，故滑片以右电阻丝连入电路中与灯串联，如下图所示：

（2）连好电路闭合开关后，发现灯泡不发光，电流表电压表都有轻微的偏转，说明电路是通路，则原因可能是滑动变阻器电阻太大，小灯泡实际电功率太小。（3）乙图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.12A；要测得灯泡的额定功率，要增大灯的电压，减小变阻器的电压，由串联分压原理可知，应减小变阻器连入电路中的电阻，故应将滑片P向左端滑动；（4）根据图象提供的信息可知，在灯的电压为2.5V时，电流大小为0.2A，
则小灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
【拓展】根据串联分压原理可知，用20Ω的电阻替换10Ω的电阻后，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的关系实验中，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律，应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理可知，应将滑动变阻器连入电路中的阻值变大；设电压表控制的示数为UV，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压：U滑＝15V-UV，根据分压原理可得：-----①，因UV保持不变，故①左边为一定值，右边也为一定值，当变阻器最大电阻60Ω接入电路中时，对应的定值电阻为30Ω，即，故UV＝5V，所以，能让三个电阻都能顺利的完成实验，定值电阻两端的电压最小为5V。