题目内容

6．小满同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有：电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡（小灯泡的额定功率小于1W）、滑动变阻器（50Ω1A），以及符合实验要求的电表、开关和导线若干．如图甲是小满同学没有连接完整的电路．

（1）本实验的实验原理是P=UI．
（2）请你用笔画线代替导线，将图所示的电路连接完整．
（3）小满同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是灯泡断路（写出一种即可）．
（4）小满同学排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器滑片的同时，眼睛应注视B（选填序号）．
A．小灯泡亮度　　　B．电压表示数　　　C．电流表示数　　　D．滑动变阻器滑片
（5）小满同学移动滑动变阻器滑片到某处时，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率是，应将滑片P向右端移动（选填“左”或“右“）．当小灯泡正常发光时，电流表示数如图（乙）所示，则小灯泡的额定功率是0.5W．此时，小灯泡正常发光时的电阻是12.5Ω．
（6）小满利用该电路探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻R，保持电压表示数始终为如图（丙）所示，多次更换阻值不同的定值电阻R，并记录各次电流表的示数，若不更换其他器材，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于25Ω．

分析 （1）测电功率的实验原理P=UI；
（2）根据灯的额定电压确定电压表量程的选择，将电压表并联在灯的两端；变阻器接线柱按一上一下的原则与灯串联接入电路中；
（3）移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，说明电路可能为断路；电压表有示数则说明电压表与电源连通，则与电压表并联的部分之处是完好的，故障可能是与电压表并联的灯泡断路了；
（4）电流随电压的变化而变化；
（5）比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的特点和分压原理确定滑片移动的方向，根据P=UI求灯的额定功率；根据欧姆定律求灯的电阻大小；
（6）根据串联电路电压的规律和分压原理确定更换的电阻阻值不能够大于多少．

解答 解：（1）测电功率的实验原理P=UI；
（2）灯的额定电压为2.5V，所以电压表选用小量程，并联在灯的两端；灯与电流串联，变阻器接线柱按一上一下的原则与灯串联接入电路中，如下图所示；

（3）小满同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是灯泡断路；
（4）因电流随电压的变化而变化，所以眼睛应注视电压表示数；
（5）电压表的示数为2.2V小于灯的额定电压，要测灯的额定功率，灯的电压应为2.5V，所以应增加灯的电压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，即滑片右移动，直到电压表示数为2.5V；
图乙中电流表小量程分度值为0.02A，示数为0.2A，灯的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；灯的电阻
R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
（6）图丙中，电压表小量程分度值为0.1V，示数为2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为6V-2V=4V；定值电阻的电压为变阻器电压的$\frac{2V}{4V}=\frac{1}{2}$，根据分压原理，定值电阻的阻值大小为变阻器连入电路中的阻值的$\frac{1}{2}$，因滑动变阻器的最大阻值为50Ω，所以定值电阻的最大值为$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω，即更换的定值电阻阻值不能大于25Ω．
故答案为：（1）P=UI；
（2）如上图所示；
（3）灯泡断路；
（4）B；
（5）右；0.5；12.5；
（6）25．

点评 本题测灯的电功率，考查实验原理、电路的连接、故障的分析，操作过程、额定功率及电阻的计算和，同时也考查了研究电流与电阻的关系实验中对器材的要求及控制变量法的运用支，综合性较强．

练习册系列答案
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  1234
L1/m0.10.150.20.2
F1/N0.50.51.52
L2/m0.050.050.10.1
F2/N11.534
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