Question

6．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，有两个规格分别为“10Ω  1A”、“50Ω  2A”的滑动变阻器，电源电压为6V．
（1）本实验中应选择规格为“50Ω2A”的滑动变阻器；图甲中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连完整，式变阻器滑片右移时灯泡变暗．
（2）小明同学闭合开关后，无论如何移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡的亮度很暗且不变，可能的原因是把滑动变阻器的下面两接线柱接入电路．（写出一种）
（3）小红同学闭合开关，移动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表有明显偏移、电流表无偏移，原因可能是小灯泡断路．（写出一种）
（4）小华同学排除各种故障后，移动滑动变阻器的滑片，进行了多次测量，其中小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示为0.24A，小灯泡的额定功率为0.6W．
（5）完成实验后，小红还想探究“导体中的电流与导体电阻”的关系，她选用两个电阻R₁、R₂（R₁≠R₂），设计的电路图如图丙所示：小红分别用电压表测出了R₁、R₂两端的电压．请你判断：通过以上操作，她能探究出“导体中的电流与导体电阻”的关系吗？不能（选填“能”或“不能”），你判断的依据是：无法控制R₁、R₂两端的电压相同．

Answer 1

分析 （1）根据小灯泡的额定电压及电源电压计算所串联电阻的最小阻值．根据串联电路的知识进行分析．
在连接电路时，注意电流表和电压表的连接方法．电流表串联在电路中，电压表与灯泡并联，并注意其量程和正负接线柱的接法．
（2）要正确连接滑动变阻器，若滑动变阻器连接上面两个接线柱，则滑动变阻器的阻值为0，若滑动变阻器连接下面两个接线柱，则相当于接入一个定值电阻，其阻值等于滑动变阻器的最大阻值．
（3）小灯泡不亮，电流表无示数，则电路断路，电压表有示数，则与电压表并联的电路断路；
（4）在进行电流表的读数时，注意其量程和分度值．将小灯泡的额定电压和额定电流代入公式P=UI便可计算出额定电功率．
（5）导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关，在探究电流跟一者之间的关系时，需用控制变量法．

解答 解：（1）根据串分压的知识，若滑动变阻器的电阻最大为10Ω，与灯泡的电阻相等，则小灯泡两端的电压最小为$\frac{1}{2}$×6V=3V，而其额定电压为2.5V，所以不能选择“10Ω 1A”的滑动变阻器，应选择“50Ω  2A”的滑动变阻器．
将电流表串联在电路中，根据数据，应选择0～0.6A的量程；电压表应与灯泡并联，根据额定电压，应选择0～3V的量程，变阻器滑片右移时灯泡变暗，则变阻器的阻值应变大，下面应接左边的接线柱，如图所示：
．
（2）移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡的亮度很暗且不变，说明滑动变阻器的阻值为定值且很大，所以可能连接下面两个接线柱了．
（3）移动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表无偏移，则电路断路，电压表有明显偏移，则与电压表并联的灯泡断路；
（4）由图乙知，电流表的量程应为0～0.6A，分度值为0.02A，所以其示数为0.24A．
根据公式P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
（5）要探究电流与电阻的关系，需使电阻两端的电压相同．小红设计的电路是串联，通过两电阻的电流相等，所以不能得出电流与电阻的关系．
故答案为：（1）“50Ω  2A”；见上图；（2）把滑动变阻器的下面两接线柱接入电路；（3）小灯泡断路；（4）0.24；0.6；测量不同电压下小灯泡的电功率；（5）不能；无法控制R₁、R₂两端的电压相同．

点评 此题是测量小灯泡的电功率，考查了学生对电路的连接及电功率的计算．同时考查了学生对实际问题的分析．此实验主要测量不同电压下的电功率，并注意观察小灯泡的亮度与实际电压、实际电功率的关系，所以要多次测量，但不能求平均值．