Question

14．在“测定小灯泡的额定功率”实验中，小雨同学用一个电压表、一个电流表、一个开关，电压为3V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡和一个标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器．

（1）本实验的实验原理是P=UI
（2）在图甲中连接一根导线（用笔画线代替），使得闭合开关后，滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡变亮；
（3）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数．发生故障的原因
可能是B．
A．灯泡断路       B．灯泡短路       C．滑动变阻器断路    D．滑动变阻器短路
（4）小强排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向左端滑动（选填“左”或“右”）．
（5）乙图是根据实验数据绘成的U-I图象，小灯泡的额定功率是0.625W；
（6）小亮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2V，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40Ω．

Answer 1

分析 （1）测量小灯泡电功率的原理是P=UI；
（2）滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡变亮，说明滑动变阻器接入电路的阻值变小，因此需将滑动变阻器的左下接线柱接入电路；
（3）灯泡不亮，电流表无示数，说明电路故障为断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；
（4）电压表示数小于灯泡额定电压，为使灯泡正常发光，应调节滑动变阻器，增大灯泡电压，根据电路图确定滑片的移动方向；
（5）根据图象读出当灯泡两端电压为2.5V时通过灯泡的电流，然后利用P=UI求出灯泡的额定功率；
（6）先根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数；然后根据串联电路的电阻与电压的关系，并结合滑动变阻器的最大阻值解答．

解答 解：（1）测量小灯泡电功率的原理是P=UI；
（2）使滑动变阻器的左下接线柱与灯泡右接线柱相连，如下图所示：

（3）灯泡不亮，电流表有示数，说明电路故障不是断路；电压表无示数，说明电压表相当于测量导线电压；因此电路故障为灯泡短路，故选B；
（4）电压表示数小于灯泡额定电压，故需减小滑动变阻器两端电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向左移动；
（5）根据图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A；则灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
（6）在探究电流跟电阻的关系的实验中，保持电压表示数为2V不变；则根据串联电路的电流相同的特点得：
I_定值=I_滑动，
即：$\frac{{U}_{定值}}{{R}_{定值}}$=$\frac{U-{U}_{定值}}{{R}_{滑动}}$，$\frac{2V}{{R}_{定值}}$=$\frac{3V-2V}{{R}_{滑动}}$，
则R_定值=2R_滑动，
因为R_滑动≤20Ω，所以R_定值=2R_滑动≤2×20Ω=40Ω．
故答案为：（1）P=UI；（2）见上图；（3）B； （4）左；（5）0.625；（6）40．

点评 本题考查了伏安法测小灯泡额定功率的实验，考查了连接实物图、故障分析、串联电路电流的规律、欧姆定律和功率计算公式的应用等内容，涉及的知识点较多，但都属于基础题；知道伏安法测功率的原理是解题的关键．