Question

18．某校两个实验小组在测定小灯泡电功率的实验中，被测小灯泡的额定电压为2.5V．实验桌上提供有如下器材：电源（电压6V且恒定不变）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器（50Ω 1A）各一只，导线若干．

（1）图甲是小明连接的实物图，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，经检查是由于一根导线连接错误，请你在图中将连接错误的导线上打“x”并补画出正确的连线．
（2）电路连接正确后闭合开关，一定滑片P至电压表的示数如图乙所示，其读数为1.8V．要使小灯泡正常发光，滑片P应向A（选填“A”或“B”）端移动．
（3）多次改变滑片P的位置，记录多组数据填入表格中．由表中数据可知，小灯泡的额定功率为0.5W，小灯泡正常发光的电阻为12.5Ω．

次数	1	2	3	4
电压U/V	1.5		2.5	3
电流I/A	0.14	0.16	0.2	0.22

[拓展]晓丽同学所在的实验小组的滑动变阻器已损坏（其它器材和规格不变），老师提供了另一只滑动变阻器（10Ω　1A），小组同学讨论后发现，若要继续用已连接完整的图甲所示电路来测出小灯泡的额定电功率，至少还要在原电路中串联（选填“串”或“并”）一个7.5Ω的电阻．

Answer 1

分析 （1）开关、滑动变阻器、灯泡串联接入电路，电压表并联在电路两端，故据此分析判断即可；
（2）由图示电表确定其量程与分度值，读出电表示数；根据电压表示数与灯泡额定电压的关系确定滑片的移动方向．
（3）小灯泡两端的电压达到6V时正常发光，根据欧姆定律求出电阻，根据P=UI求出额定功率；
根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时的电压，根据欧姆定律求出滑动需要接入电路中的电阻，然后判断滑动变阻器的串并联，并根据电阻的串联求出电阻的阻值．

解答 解：（1）变阻器与灯泡串联，如下图所示：

（2）由图乙所示电压表可知，其量程为0～3V，分度值为0.1V，所示为1.8V，灯泡两端电压小于额定电压，要测灯泡额定功率，应向A端移动滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，使灯泡两端电压增大；
（3）根据表格信息可知：
小灯泡正常发光时的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω．
小灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
（4）因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，需要串联电阻的阻值：
R_串=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，需要串联的电阻：
R_串=$\frac{{U}_{串}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，串联电阻的阻值：
R=R_串-R_滑=17.5Ω-10Ω=7.5Ω，
即至少还要在原电路中串联一个7.5Ω的电阻．
故答案为：（1）见上图；（2）1.8；A；（3）0.5；12.5；串；7.5．

点评 本题考查了连接实物图、求电阻阻值、设计实验电路图等问题，是实验的常考问题，一定要掌握，解题时要认真、细心答题．