Question

16．小明同学做“测量小灯泡额定功率”的实验，电路图如甲所示，用电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为10Ω，滑动变阻器的规格分别为“10Ω 1.5A”和“100Ω1.0A”，请你完成下列内容

（1）连接电路的过程中开关应断开；实验前，调节滑动变阻器的滑片P位于b（选填“a”或“b”）端．
（2）为了保证实验的顺利进行，他选用的滑动变阻器规格应为“100Ω1.0A“．
（3）实验中，正确连接电路，且操作正确，闭合开关后，发现电流表示数为0.06A，但小灯泡不发光，电压表有较小偏转，那么接下来的最恰当的实验操作是A（填字母）
A．移动滑动变阻器的滑片，继续实验
B．检查电路是否短路，替换同一规格的小灯泡
C．检查电路是否断路，替换同一规格的小灯泡
（4）实验中，当滑动变阻器调到某一位置时，电流表和电压表的示数如图乙、丙所示，电流表的示数为0.28A，小灯泡的额定功率为0.7W．
（5）实验结束后，小明还想用刚才的器材来探究电流与电压的关系，他的想法不可行（选填“可行”或“不可行”）．

Answer 1

分析 （1）为防止电路中的电流过大烧坏电路元件，连接电路中开关应断开，实验前滑动变阻器处于最大阻值处；
（2）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的电阻，然后确定滑动变阻器的规格；
（3）发现电流表示数均为0.06A，但小灯泡不发光，说明电路是通路，不用更换灯泡，也不用检查电路是否断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，分析电阻过大的原因，然后进行下一步操作；
（4）根据电流表的量程和分度值读出示数，利用P=UI求出灯泡的额定功率；
（5）知道灯丝的电阻受温度的影响，要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变．

解答 解：（1）为保护电路，连接电路的过程中开关应断开，实验前调节滑动变阻器的滑片P位于最大阻值处的b端；
（2）灯泡正常发光时的电压U_L=2.5V，电阻约为R_L=10Ω，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，灯泡正常发光时电路中的电流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
则电路中的总电阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.25A}$=24Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路中的电阻：
R_滑=R-R_L=24Ω-10Ω=14Ω＞10Ω，
所以，选用的滑动变阻器规格应为“100Ω 1.0A”；
（3）电流表示数较小，说明电路不存在断路，电路电流太小；灯泡不亮的原因可能是灯泡断路或断路或流过灯泡的电流太小，发现电流表示数小，灯泡不亮，首先考虑是不是电流太小而造成的灯泡不亮，接下来的操作是，减小滑动变阻器接入电路的电阻阻值，即A的操作；
（4）灯泡的额定电流约为0.25A，则电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.28A，
则灯泡的额定功率P_额=U_额I_额=2.5V×0.28A=0.7W；
（5）由实验数据可知，灯丝电阻受温度影响是变化的，探究电流与电压的关系，应控制导体的电阻不变．所以不能用小灯泡做此实验．则小刚想法不可行．
故答案为：（1）断开；b；（2）“100Ω 1.0A”；（3）A；（4）0.28；0.7；（5）不可行．

点评 本题考查了实验的注意事项和滑动变阻器规格的判断、实验的操作、电表的读数、电功率的计算、电流和电压的关系，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．