题目内容
【题目】复习电学知识时，小明在实验室做了“测量小灯泡在不同电压下的电功率”这个实验； 实验中，利用的电源为两节旧的蓄电池，小灯泡的额定电压为 3.5V，滑动变阻器的规格为（10Ω 1A），电流表（0-0.6A 0-3A）；电压表(0-3V.0-15V)。
(1)请用笔画线代替导线将图中的实物电路连接完整(要求:闭合开关后,滑片向左移动时，灯 泡变亮)；
（____________）
(2)正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮,电流表和电压表也无示数,小明向老师求 助，王老师在不拆开原电路的情况下，借助另一导线就很快找出了故障原因:电流表内部断路了。王老师找出这个故障的相应操作如下：用导线接在________（选填“电压表”“电流表” “开关”“灯泡”）两端时，灯泡及其他元件________（选填“能”“不能”）工作；
(3)当电压表示数达到 3.5V 时，电流表的示数如图，则小灯泡的额定功率为________W；
(4)小明先后测量了小灯泡的实际电压小于额定电压时的功率和实际电压等于额定电压时的功率,当小明想要继续测量小灯泡的实际电压略高于额定电压时的实际功率时,小明发现无论怎么调节滑动变阻器的滑片都无法使电压表示数大于 3.5V,他可以采取的方法是____________ 。 解决了问题后,他测出了电压略大于 3.5V 时的灯泡功率, 为了比较灯泡在不同电压下的功率 关系,他_______ (选填“需要”或“不需要”)重新测量前两次的实验数据；
(5)测完小灯泡的电功率之后,小明同学在原电路中换下灯泡,换上 另一种用电器,来测量这种用电器工作时的电功率。小明同学根据他 测量的电流表和电压表的示数绘制出这种用电器工作时的 U-I 图像 如图,接下来,他还想要绘制出该用电器的 P-I2,和 P-U2 图像,如图,下列可能正确的是（____________）
A. 
B. 
C. 
D. 
(6)完成实验后,小明继续做“探究电流与电阻关系”的实验,小明所用的四个定值电阻的阻值 分别 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。他将电源电压换为6V,其他实验器材和刚才测量小灯泡电功率时一样,合理选择电流表电压表的量程,把电路中的小灯泡取下,把四个定值电阻分别接入电路 中进行探究。如果要保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利地完成实验,则定值电阻 两端的电压至多控制为_______ V,至少控制为_______V。
【答案】
电流表 能 1.4 换用两节新的蓄电池 不需要 A 5 4
【解析】
（1）闭合开关后，滑片向左移动灯泡要变亮，则须滑片向左移动时滑动变阻器电阻要减小，所以应接左下端接线柱，即将灯泡右端接线柱与滑动变阻器左下端接线柱连接即可。如图：
（2）故障原因是电流表内部断路，即电流表电路不通，所以将电流表两端用导线连接，就可以将电路重新接通，灯泡及其他元件就能工作。
（3）由电路实物图可知，电流使用0-0.6A量程，分度值为0.02A，其示数为0.4A，灯泡电压此时为额定电压3.5V，则小灯泡的额定功率为P=UI=3.5V×0.4A=1.4W。
（4）因实验使用的电源为两节旧的蓄电池，电源电压太低，才导致无论怎么调节滑动变阻器的滑片都无法使电压表示数大于3.5V，所以他应换用两节新的蓄电池；因灯泡的实际功率由其实际电压决定，只要实验过程中灯泡的电压调节符合要求，即可完成实验，所以不需要重新测量前两次的实验数据。
（5）在U-I图像中，
=R为图线的斜率，由图像可知，U-I 图线斜率在减小，即该用电器的电阻在减小。根据P=I2R可得
=R，可知P-I2图线的斜率在减小，故B、D错误；根据P=
可得
=
，因该用电器电阻减小，所以在增大，即P-U2 图线斜率在增大，故A正确，C错误。
（6）可合理选择电流表和电压表的量程，则电路中的最大电流以滑动变阻器允许通过的电流为准，即I最大=1A。当接入最小的电阻5Ω时，电压表示数即为允许的最大电压U最大=R最小I最大=5Ω×1A=5V；因变阻器的最大阻值为10Ω，当变阻器电阻全部连入电路中时，若接入最大的电阻R最大=20Ω，此时电路中的最小电流I最小=
=0.2A，则定值电阻的最小电压U最小=I最小R最大=0.2A×20Ω=4V。所以定值电阻两端的电压至多控制为5V，至少控制为4V。
