Question

【题目】在“测量小灯泡电功率”的实验中，器材有“3.8V”的小灯泡、“10Ω 1A”的滑动变阻器、四节新干电池（电压为 6V）等。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。

（_______）

（2）闭合开关，小明发现灯泡不亮，两电表均无示数。为了查找故障，他将电压表拆下，保持电路的其他部分连接完好，在开关闭合状态下，分别将电压表接在电源、小灯泡 及开关两端，发现只有接在小灯泡两端时，电压表无示数，则故障原因是_____。

（3）排除故障后小明继续实验，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，电压表示数为 3V，此时应将滑片向_____ （左/右）端移动，直至电压表的示数为 3.8V，此时电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率是_____W。

（4）小明测量完小灯泡的额定功率后，又闭合开关，移动滑片，记录电流表和电压表示数，进行多次实验，绘制出小灯泡电功率 P 与小灯泡两端电压的平方 U2 的关系图象，如图丙的四个图象中可能正确的是_____，理由是_____。

（5）小明还想探究电流与电阻的关系，他将电路中的小灯泡换成了定值电阻，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，根据现有器材，为了使这四个电阻都能为实验所用，应控制 定值电阻两端的电压不低于___V。

Answer 1

【答案】 开关处断路 右 1.14 D 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 4

【解析】

（1）根据灯的额定电压确定电压表选用量程与灯并联，变阻器按一上一下接入电路中；

（2）电流表无示数，说明电路故障为断路；如果电压有示数，说明与电压表串联的元件是完好的；如果无示数，说明与电压表串联的元件有断路，或与电压表并联的元件短路或电路中无电源，据此判断故障所在；

（3）灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；根据图乙电流表选用的量程确定分度值读数，根据P＝UI求额定功率；

（4）根据结合灯的电阻随温度的增大而变大分析；

（5）探究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，由串联电路电压的规律和分压原理分析。

（1）灯的额定电压为3.8V，故电压表选用量程与灯并联，变阻器按一上一下接入电路中，如下所示：

（2）闭合开关，发现灯泡不亮，两电表均无示数，则此电路可能有断路；

在开关闭合状态下，将电压表接在电源两端时，电压表有示数，说明电源、电压表是完好的；

电压表接在滑动变阻器两端时，电压表无示数，说明滑动变阻器以外的电路断路；

电压表接在开关两端时有示数，说明开关以外的电路是通路，所以故障是开关断路，即原因可能是开关处断路

（3）灯在额定电压下正常发光，3V小于灯的额定电压3.8V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压3.8V；

图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，灯的额定功率：

P＝UI＝3.8×0.3A＝1.14W；

（4）根据，设灯的电阻不变，P与U2成正比，P随U2的变化关系为一过原点的直线，但灯的电阻随温度的增大而变大，故P随U2的变化关系不是一条直线，故AB错误；

在U2相同的情况下，实际的电功率比B选项中直线对应的功率相应的变小，故C错误，D正确。

故选D；

（5）探究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变为3V，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为：

U滑＝U﹣UV，

根据分压原理可得：，

因电源电压和电压表示数不变，式子左边为一定值，则式子右边也为一定值，当变阻器的最大电阻连入电路中时，对应的定值电阻最大，

即，故UV＝4V，

故为了使这四个电阻都能为实验所用，应控制定值电阻两端的电压不低于4V。