Question

2．在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为6V，滑动变阻器标有“20Ω  1A”字样，小灯泡的额定电压为2.5V，假设小灯泡的电阻不变．

（1）小宇同学闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数（如图乙所示）为2.2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向B（A/B）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（2）小宇同学继续移动滑片P，可计算出小灯泡的额定功率，我们还可以得出：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大（增大/减小/不变）．
（3）小宇同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出她在实验中至少有一个操作不当之处是：开关没有断开或滑动变阻器滑片没有放到A端．
（4）把灯泡换为定值电阻继续实验，滑片置于某位置时，电压表示数突然变为0，而电流表示数不变，产生这一现象的原因是电压表断路．
（5）下表五组数据中有一组数据不是本实验中测得的，它是第1（填写表格中表 示序号的数字）组，你判断的依据是电阻约为10Ω，实验中其最小电压约为2V．

序号	1	2	3	4	5
U/V	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0
I/A	0.10	0.19	0.30	0.40	0.51

Answer 1

分析 （1）由串联电路的电压特点--电压和电阻成正比，来分析滑动变阻器的滑片移动情况．
（2）由图示图象求出灯泡额定电压对应的电流，然后由P=UI求出灯泡额定功率，应用P=UI分析灯泡实际功率如何变化．
（3）连接实物电路时，为保护电路，注意两点：一是开关要断开；二是滑动变阻器的滑片要移到最大阻值处．
（4）电流表示数不变，说明电路中的总电阻不变，电压表示数为0，则说明电压表断路；
（5）求出定值电阻的大约值，根据分压原理，得出电压表的最小读数．

解答 解：
（1）电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.2V，而额定电压为2.5V，故应使小灯泡两端的电压增大，就应该让滑动变阻器两端的电压减小，就必须把滑动变阻器的阻值调小，即滑片向B移动．
（2）由图丙所示的I-U关系图线可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.2A，小灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；由图示图象可知，随U增大电流I增大，灯泡实际功率P=UI增大，由此可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大．
（3）连接好最后一根导线，灯泡立即发光，说明在连接电路过程中开关没有断开；发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明电路中的电流太大了，把灯丝烧断了，这是由于滑动变阻器的滑片没有移到最大阻值处造成的．
（4）实验中，滑片置于某位置时，电流表示数不变，说明电路是通路，电路中的总电阻不变，电压表示数突然变为0，说明电压表断路；
（5）由表中数据，根据欧姆定律，定值电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.0V}{0.30A}$=10Ω，根据分压原理，当滑动变阻器的最大电阻连入电路中时，电压表示数最小，定值电阻两端的最小电压U_最小=$\frac{R}{R+{R}_{滑}}$×U=$\frac{10Ω}{10Ω+20Ω}$×6V=2V＞1V，所以第1组数据不是本实验中测得的．
故答案为：（1）2.2   B； （2）增大；（3）开关没有断开或滑动变阻器滑片没有放到A端；（4）电压表断路；（5）1，电阻约为10Ω，实验中其最小电压约为2V．

点评 本题测量定值电阻的大小，考查电路的连接、对操作的评估与改进、故障的分析与判断，最后一问考查了学生运用已有知识灵活解决实际问题的能力，有一定难度．