Question

【题目】王刚同学做测定“小灯泡的电功率”实验时，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线若干．
（1）请你根据图甲中的电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向左移灯变亮）；
（2）王刚连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是（写一条即可）；
（3）王刚排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，要测量灯泡的额定功率，应将滑片P向端滑动（选填“左”或“右”）；
（4）王刚通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了图丙所示的U﹣I图象．根据U﹣I图象提供的信息，计算出小灯泡额定功率为W，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，通电1min小灯泡消耗的电能是J；
（5）在测完小灯泡的功率之后，王刚接着探究“电流与电阻的关系”．他将原电路中的小灯泡取下，并先后换接阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻，实验中若保持电压表的示数为2V不变，为完成以上实验，则滑动变阻器的最大阻值应不小于Ω．

Answer 1

【答案】
（1）解：如图：

（2）灯泡断路
（3）A
（4）0.5；13.5
（5）40
【解析】解：（1）将电压表并联在灯泡两端，由滑动变阻器的滑片向左移灯变亮，将滑动变阻器的A接线柱与小灯泡左端接线柱相连，如图： ；（2）电流表无示数，说明电路断路，电压表于灯泡并联，有示数，说明灯泡之外的电路没有断路，又因为灯泡不亮，所以灯泡断路；（3）移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，灯泡两端电压小于额定电压，所以滑动变阻器的滑片应向A端移动，以增大灯泡两端的电压，直至电压表示数达到灯泡的额定电压2.5V为止；（4）由图丙知，当U=2.5V时，I=0.2A，所以P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电流为0.15A，
通电1min小灯泡消耗的电能：W=UIt=1.5V×0.15A×1×60s=13.5J；（5）电源电压为6V，定值电阻两端电压为2V，则滑动变阻器分压为6V﹣2V=4V，
当接入20Ω电阻时，由串联电路特点知：IR=I滑 ，
由欧姆定律有： = ，即： = ，解得：R滑=40Ω，即变阻器最大阻值应不小于40Ω．
所以答案是：（1）如上图；（2）灯泡断路；（3）A；（4）0.5；13.5；（5）40．