题目内容
6．小亮同学做测定“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（小灯泡的正常发光时电阻约为10Ω）、滑动变阻器R1（50Ω 1A）、滑动变阻器R2（10Ω 1A）以及符合实验要求的电压表和电流表、开关和导线．如图（甲）是小亮同学没有连接完整的电路．
（1）请你用笔画线代替导线，将图（甲）所示的电路连接完整．
（2）滑动变阻器应该选用R1（选填“R1”“R2”）．
（3）小亮同学连好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表、电压表有示数且比较小，则可能是滑动变阻器接入了下面两个接线柱．
（4）调节滑动变阻器，记录实验数据如表，当灯泡正常发光时，灯泡的额定功率是0.75W，此时小灯泡的电阻为8.33Ω（结果保留两位小数）
（5）由表中的数据可知，通过小灯泡的电流与两端的电压不成正比，原因是：灯丝电阻受温度的影响，若把规格相同的两支灯泡串联在3V的电源上，两灯消耗的总功率为0.3 W．
| 电压/V | 电流/A | 亮暗情况 | |
| 1 | 1 | 0.16 | 暗 |
| 2 | 1.5 | 0.22 | 较亮 |
| 3 | 2.5 | 0.3 | 亮 |
分析 （1）根据欧姆定律求出灯泡额定电流的大约值，然后确定电流表的量程，且与灯泡串联；
（2）根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻，然后确定滑动变阻器的规格；
（3）电流表有示数说明电路是通路，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，说明电路中总电阻较大且不变，据此进行判断；
（4）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据P=UI求出额定功率，根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻；
（5）灯泡电阻随温度的增大而增大；两灯泡串联，则平分电压，各为1.5V，根据图象求出对应的电流，再由功率公式可求得功率；
（6）把20Ω的电阻接入电路中，刚闭合开关时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压，设电压表的示数为UR，则滑动变阻器两端的电压U滑=U-UR，根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出滑动变阻器接入电路中的电阻，然后得出UR=1V时和UR=2V时变阻器接入电路中电阻的范围，然后得出答案．
解答 解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的正常发光时电阻约为10Ω，
则小灯泡的额定电流约为I=$\frac{{U}_{额}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
则电流表的量程为0～0.6A，且与灯泡串联，如下图所示：
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为U滑=U-U额=6V-2.5V=3.5V，
由I=$\frac{U}{R}$得滑动变阻器的电阻为R'=$\frac{U'}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，所以应选滑动变阻器R1；
（3）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表、电压表有示数且比较小，
说明此时电路中的电阻较大，滑动变阻器起不到调节电流和电压的作用，
故故障原因是滑动变阻器接入了下面两个接线柱；
（4）由表格数据可知，灯泡的两端的电压为2.5V时通过的电流为0.3A，
则灯泡的额定功率P=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W，
由I=$\frac{U}{R}$得灯泡的电阻R=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{额}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.33Ω；
（5）因灯泡电阻随温度的增加而增加，故灯泡电流和电压不成正比；
两灯泡串联接在3V电源两端，则每灯泡的电压为1.5V，
由图可知，电流为0.20A，则两灯消耗的总功率P=UI=1.5V×0.2A=0.3W；
（6）把20Ω的电阻接入电路中，刚闭合开关时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
则电源的电压U=I4（R4+R滑）=0.05A×（20Ω+60Ω）=4V，
设电压表的示数为UR，则滑动变阻器两端的电压U滑=U-UR，
由串联电路的电流特点可得，电路中的电流I′=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{U-{U}_{R}}{{R}_{滑}}$，则R滑=$\frac{U-{U}_{R}}{{U}_{R}}$R，
当UR=1V时，R滑=$\frac{4V-1V}{1V}$R=3R，四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为15Ω、30Ω、45Ω、60Ω，
即滑动变阻器接入电路中电阻的范围为15Ω～60Ω，
当UR=2V时，R滑=$\frac{4V-2V}{2V}$R=R，四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，
即滑动变阻器接入电路中电阻的范围为5Ω～20Ω，
综上可知，滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω～60Ω．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）R1；
（3）滑动变阻器接入了下面两个接线柱；
（4）0.75；8.33；
（5）灯丝电阻受温度的影响；0.3；
（6）5Ω～60Ω．
点评 本题考查了电功率的测量实验，涉及到电流表路程的选择和连接、串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的应用以及电路故障的判断等，涉及到的知识点较多，综合性强，是一道难度较大的题目．
| A． | 导体ab平行于磁感线向上移动时，ab中有电流产生 | |
| B． | 导体ab平行于磁感线向下移动时，ab中有电流产生 | |
| C． | 导体ab垂直于磁感线向左移动时，ab中有电流产生 | |
| D． | 导体ab垂直于磁感线向右移动时，ab中无电流产生 |
| A． | 电动机工作时，机械能转化为电能 | |
| B． | 电动机是根据磁场对电流的作用来工作的 | |
| C． | 同时改变磁场方向和线圈中的电流方向，才能改变电动机的转动方向 | |
| D． | 电动机是通过换向器来实现连续转动的 |
