Question

6．小华学了电学知识后，设计了如图14（a）所示的电路，想要测量额定电压为2.5V小灯泡的I与U的关系，小华找来了实验器材并连接了部分实物电路如图（b），其中电源用的是2节干电池，滑动变阻器的铭牌标有“50Ω1A”，他所测得的数据如表所示：

实验次数	1	2	3	4	5	6
U/V	0.20	0.80	1.40	2.00	2.50	2.90
I/A	0.02	0.08	0.14	0.18	0.20	0.22

（1）请你用笔画线代替导线，按照（a）图所示电路，帮小华将（b）图中缺少的两根导线补充连接完整．

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到B端（选填“A”或“B”）；
（3）连接好电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，小灯泡始终不发光，电压表示数始终为0，电流表示数有变化，则出现故障的原因可能是灯泡L短路．
（4）排除故障后，当移动滑片P到某位置时，电压表示数如图（c）所示；若要测量小灯泡的额定功率，此时应在此位置基础上将滑片P向B（选填“A”或“B”）移动，使电压表的示数为2.5V，实验所测数据如题中表格所示，则小灯泡的额定功率是0.5W．
（5）聪明的小豆说，小华的数据中有一组是杜撰的，你觉得是哪次实验数据？第1次，理由是I太小，U太小，R太小，达不到．

Answer 1

分析 （1）将电流表和滑动变阻器并联在电路中，注意电流表的量程和滑动变阻器的接法；
（2）在闭合开关前，滑片应移至最大阻值处；
（3）电流表有示数，说明电路为通路，电压表示数为零，说明电压表断路或被短路；
（4）根据图乙读出电压表的示数，若电源高于额定电压，则需增大变阻器的阻值，使灯泡两端的电压等于额定电压，灯泡正常发光；根据图丙读出电流表的示数，由P=UI计算出灯泡的额定功率．
（5）根据电路中的最大阻值判定．

解答 解：（1）根据表格中数据知，电流表可选择0～0.6A的量程，滑动变阻器已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱，如图所示：
（2）滑动变阻器接了下面的A接线柱，所以在闭合开关前，应将滑片移至最右端的B处，使其阻值最大；
（3）电流表有示数，说明电路为通路；电压表示数为零，灯泡不亮，说明灯泡被短路；
（4）由图乙表针位置可知，电压表选择0～3V量程，示数为2.6V，超过了灯泡的额定电压，要使灯泡正常发光，应增大变阻器的阻值，将滑片向左适当滑动，使电压表的示数等于灯泡的额定电压2.5V；由表格可知，当电压为2.5V时，电流为0.2A；所以该灯泡的额定电功率为：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
（5）灯泡正常工作时的电阻约为：R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，则电路中的最大电阻为R=12.5Ω+50Ω=62.5Ω，则电路中的最小电流为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{62.5Ω}$≈0.05A，第一组的电流是0.1A，电流太小，无论如何移动滑动变阻器，都调不到这个电流值，故第一组是错误的．
故答案为：（1）图如右：（2）B；（3）灯泡L短路；（4）B；2.5；0.5；（5）1；I太小，U太小，R太小，达不到．

点评 此题考查了实物电路的连接，考查了有关电阻、功率的计算，同时考查了滑动变阻器的使用及电路故障的分析，同时涉及到了串分压的知识．