Question

5．小明设计如图A所示电路测定小灯泡的功率．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A0～3A）、电压表（0～3V0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：A（20Ω0.5A）、B（50Ω0.5A）、C（500Ω1A）．

（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图B所示，则接下来的操作是将电流表的指针调零．
（2）请你在图A中补上两根导线，将电路连接完整．
（3）正确连接电路后闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图C），则小灯泡的额定功率为0.625W．
（4）在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R1，小灯泡的阻值变化了△R2，则△R₁＞△R₂（选填“＞”、“＜”或“=”）．
（5）本次实验中，滑动变阻器选择B（填序号）

Answer 1

分析 （1）电流表使用前要校零；
（2）电流表测量电路中的电流，电压表并联到灯泡两端；
（3）由丁确定当灯泡两端的电压为额定电压时对应的额定电流，由电功率公式P=UI求出灯泡的额定功率．
（4）根据电流的变化判断出总电阻的变化，得出电阻变化的大小关系；
（5）根据小灯泡正常发光时的电流和滑动变阻器两端的电压求出滑动变阻器的电阻．

解答 解：（1）发现电流表指针如图B所示，说明电流表没有校零，故应校零；
（2）电流表串联在电路中，测量电路中的电流，电压表并联到灯泡两端，如图：
；
（3）由图丁知当小灯泡的电压为额定电压2.5V时，对应的电流为0.25A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
（4）根据图象可知当滑动变阻器电阻变小时，灯泡两端电压增大，电流也增大，灯泡电阻变大，总电阻变小．根据R=R_滑+R_灯．只有当R_滑的减小量大于R_灯的增加量才会让总电阻变小，即△R₁＞△R₂；
（5）小灯泡正常发光时的电流约为0.25A，滑动变阻器两端的电压为：U'=6V-2.5V=3.5V，由I=$\frac{U}{R}$则此时滑动变阻器接入电路的电阻为：R'=$\frac{U'}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，故滑动变阻器的阻值应大于14Ω；由于500Ω1A的电阻值较大，分担的电压较大，使得滑动变阻器滑片移动时电压表示数变化较小，故选用B合适．
故答案为：（1）将电流表的指针调零；（2）如图；（3）0.625；（4）＞；（5）B．

点评 本题考查了电压表的调节、连接电路图、电路故障分析、求灯泡的额定功率以及实际功率等问题，是电学实验的常考内容，一定要掌握；连接实物图时应注意：①电压表、电流表的正负极不要接反．②注意电压表、电流表的量程不要接错．③滑动变阻器的分压与限流接法，滑片移动时阻值的变化应符合题意要求．④作图要美观，连线不要交叉．