Question

9．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压是4.5V，小灯泡的额定电压是2.5V，电阻约为10Ω．
（1）请你用笔画线代替导线，将甲图的电路元件连接成实验电路（要求滑片向右移时灯泡变暗）连线不得交叉）．
（2）小云同学连接最后一根导线时，灯泡立即发出明亮的光且很快熄灭．经检查发现连线正确，出现这一故障的原因有两个操作不当之处：
①连接电路时，开关没有断开．
②滑动变阻器阻值为调至最大．

（3）排除故障后，小云同学闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某点，电压表的示数如图乙所示．若她想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中的滑片P向A（选“A”或“B”）端移动，使电压表示数为2.5V为止，这时电流表的示数如图丙所示，计算出此小灯泡的额定功率是0.8W．
（4）另一组实验小组在实验中，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现灯不亮，电压表有示数接近4.5W，电流表几乎无示数，出现这一故障的原因是灯泡断路了．
（5）如果将图甲中的小灯泡更换成定值电阻，且电路连接完好，还可以完成的实验是A．
A．探究电流与电压关系B．探究电路与电阻关系
C．探究电热的多少与电流大小的关系D．探究电流做功的多少与电阻大小的关系．

Answer 1

分析 （1）由欧姆定律求出灯正常工作时的电流大小确定电流表量程与灯串联；
根据要求：滑片向右移时灯泡变暗，确定变阻器接线柱的连接方法；
（2）为保护电路，连接电路时，开关要断开，且滑片置于阻值最大处；
（3）根据图乙电压表小量程读数，并与灯的额定电压比较，灯在额定电压下正常发光，根据串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
根据图丙电流表小量程读数，根据P=UI求灯的额定功率；
（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现灯不亮，电流表几乎无示数，电路可能断路；电压表示数接近4.5V，说明电压表与电源连通，与电压表并联的灯之外的电路是连通的，则出现这一故障的原因是与电压表并联的灯断路了；
（5）已知电阻值，电压表可测电阻两端的电压，电流表可测流过电阻的电流，据此判断可完成哪个实验．

解答 解：（1）小灯泡的额定电压是2.5V，电阻约为10Ω，
灯正常工作时的电流大小I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，电流表选用小量程与灯串联；
要求滑片向右移时灯泡变暗，即电流变小，连入电路中电阻变大，应将滑片左边电阻丝连入电路中，如下所示：

（2）在连接正确的情况下，小云同学连接最后一根导线时，灯泡立即发出明亮的光且很快熄灭，说明连接电路时，开关没有断开；
且电路中的电流过大，将灯损坏，是因为没有将变阻器连入电路中的电阻最大；
（3）排除故障后，小云同学闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某点，电压表的示数如图乙所示，因电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，因灯在额定电压下才能正常发光，应增大灯的电压，由串联电路电压的规律就要减小变阻器分得的电压，根据分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，即滑片向A端移动，直到电压表示数为2.5V；
图丙中，电流表选用 小量程，分度值为0.02A，示数为0.32A，小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（4）经分析，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现灯不亮，电压表示数接近4.5V，电流表几乎无示数，出现这一故障的原因是：灯泡断路了；
（5）把小灯泡换成定值电阻后，电阻阻值R一定，由电压表可测出电阻两端的电压U，电流表可测流过电阻的电流，因此利用该电路可完成“探究电流与电压的关系”关系实验．选A．
故答案为：（1）如上图所示；（2）①连接电路时，开关没有断开；②滑动变阻器阻值为调至最大；（3）A；0.8；（4）灯泡断路了；（5）A．

点评 本题测量小灯泡电功率，考查电路的连接、注意事项、操作过程、故障的分析，同时还考查了探究电流与电压关系的实验，综合性较强．