Question

15．如图所示，图甲是小明和同学做测定小灯泡电功率实验的电路，电源电压为6V，已知小灯泡额定电压为2.5V，正常发光时灯丝的电阻估计在5～10Ω之间．

次数	电阻R=2欧
	电压（伏）	电流（安）
1	1	0.5
2	1.6	0.8
3	2	1

（1）请你用笔画线代替导线，把图甲中的器材连接成实验电路，且要求滑片P向右移灯泡变亮．
 （2）若电路连接完最后一根导线时，发现灯泡发光，电流表有示数，则原因是连接电路时开关没有断开．
（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于A端（选填“A”或“B”）．
（4）当滑动变阻器的滑片在某一位置时，电压表的示数如图乙所示，为了使灯泡正常发光，应将滑片向B（选填“A”或“B”）移动，当灯泡正常发光时，已知电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率是0.75W．
（5）若实验室有两种规格的滑动变阻器，分别是甲“15Ω 1A”和乙“10Ω 1.5A”，则小明应选用
甲（选填“甲”或“乙”）．
（6）他们继续用甲图所示装置来探究电流跟电压的关系，把2Ω的电阻接入原来小灯泡的位置，调节变阻器依次测得数据如表，由表中数据可归纳出：在电阻不变的情况下通过导体的电流与导体两端电压成正比．

Answer 1

分析 （1）电压表与灯泡并联，根据灯泡的额定电压确定电压表的量程；根据欧姆定律求出灯泡额定电流的最大值，据此确定电流表的量程，并将电流表、灯泡、滑动变阻器以及电源串联连接；当滑片P向右移灯泡变亮，说明电路中的电流变大，电路中的电阻变小，即滑动变阻器接入电路的阻值变小，故将滑动变阻器的右下接线柱接入电路．
（2）连接电路时，开关应处于断开状态；
（3）闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
（4）根据图乙电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数，然后与灯泡额定电压比较，并结合串联电路分压的规律确定滑动变阻器滑片的移动方向；
由电功率公式P=UI求出灯泡的额定功率．
（5）计算出灯泡正常发光时滑动变阻器的阻值，判断变阻器的规格；
（6）电流和电压、电阻的关系：电阻不变，电流与电压成正比；电压不变，电流与电阻成反比．

解答 解：（1）已知灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程应为0～3V；
灯泡正常发光时的最大电流大约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A，所以电流表可选择0～0.6A的量程；
将电流表0.6A的接线柱与灯泡的右接线柱相连，滑动变阻器的B接线柱与电源正极相连，电压表3V接线柱与灯泡的右接线柱相连，如下图所示：

（2）若电路连接完最后一根导线时，发现灯泡发光，电流表有示数，说明连接电路时开关没有断开；
（3）闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即将滑片放在A端；
（4）根据图乙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.2V＜2.5V，因此要使灯泡正常发光，需减小滑动变阻器两端电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向B端移动；
灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：U_滑=6V-2.5V=3.5V；
由I=$\frac{U}{R}$可知，R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.3A}$≈11.7Ω，所以应选择甲“15Ω 1A”的滑动变阻器；
（6）由表中数据可知，电阻不变，电压与电流的比值一定，因此在电阻不变的情况下，通过导体的电流跟它两端的电压成正比．
故答案为：（1）如图所示；（2）连接电路时开关没有断开；（3）A；（4）B；0.75；（5）甲；（6）通过导体的电流跟导体两端电压成正比．

点评 此题是测量灯泡额定功率的实验，考查了电流表、电压表和滑动变阻器的接法、电功率的计算、电路故障的分析及电流跟电压和电阻的关系判断，考查全面．