Question

12．在“测量定值电阻阻值”和“测量小灯泡电功率”的实验中．

（1）某一小组正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，观察到电流表示数为0.4A，电压表示数如图甲所示，则定值电阻阻值为5Ω．
（2）测出电阻后，将电路中的定值电阻换成了一个额定电压为3V的小灯泡，测量小灯泡的电功率．图乙是重新连接的不完整的电路，请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整（要求：滑片P向左移动时，小灯泡变亮）
（3）正确连接好图乙电路后，闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P，使电压表示数为3V时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是0.9W．
（4）该实验小组 同学，按正确方法完成实验后，分别绘制了“定值电阻”和“小灯泡”的U-I图象如图丁所示，则表示“小灯泡”U-I图象的是b（选填“a”或“b”），你这样判断的依据是灯泡电阻随灯泡电压的升高而增大，它的U-I图象是一条曲线，而定值电阻的U-I图象是一条倾斜的直线．
（5）若将上述实验中的电阻和小灯泡串联接入电路，使小灯泡正常发光，则电路中电源电压至少为4.5V．

Answer 1

分析 （1）由图甲确定电压表的量程与最小分度值，读出电压表示数，然后由欧姆定律求出电阻阻值；
（2）把滑动变阻器串联接入电路，滑动变阻器接左下接线柱时，滑片P向左移动，电路电阻变小，小灯泡变亮；
（3）当电压表示数等于灯泡额定电压时灯泡正常发光；由图丙确定电流表量程与最小分度值，读出电流表示数，然后由公式P=UI求出灯泡的额定功率；
（4）电阻电阻的阻值不变，它的U-I图象是一条倾斜的直线（正比例函数图象），灯泡的电阻随灯泡电压的增大而变大，它的U-I图象是一条曲线，据此根据图丁分析答题
（5）根据U=IR计算电源电压．

解答 解：（1）由图甲可知，电压表量程是0～3V，电压表示数是2V，
定值电阻的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω；
（2）滑片P向左移动时，小灯泡变亮，说明电流变大，滑动变阻器接入电路的阻值变小，所以，应把滑动变阻器串联接入电路，滑动变阻器接左下接线柱，实物图如图所示；

（3）当电压表示数等于灯泡额定电压3V时，灯泡正常发光；
由图丙可知，电流表量程是0～0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.3A，
灯泡的额定功率：P=UI=3V×0.3A=0.9W；
（4）由图丁可知，b是小灯泡的U-I图象，因为：灯泡电阻随灯泡电压的增大而增大，它的U-I图象是一条曲线，而定值电阻的U-I图象是一条倾斜的直线；
（5）由3小题可知，当小灯泡正常发光时，灯泡两端电压为3V，电路中的电流为0.3A，
则电路中电源电压至少为：U=IR+U_L=0.3A×5Ω+3V=4.5V．
故答案为：（1）5；（2）如上图所示；（3）0.9；（4）b；灯泡电阻随灯泡电压的增大而增大，它的U-I图象是一条曲线，而定值电阻的U-I图象是一条倾斜的直线；（5）4.5．

点评 本题考查了电压表与电流表的读数，连接电路图，求电阻阻值，求灯泡额定功率，辨别灯泡的U-I图象，考查的问题较多，这些问题是电学实验的常考内容，一定要掌握；对电表读数时，应先确定电表的量程与最小分度值，然后读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．