Question

（2011?天水）在“測定小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω，可供選用的滑動(dòng)變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10Ω和50Ω，圖是該實(shí)驗(yàn)的電路圖．
（1）應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是

R₂

（填“R₁”或“R₂”）；
（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)．發(fā)生故障的原因可能是

B

．
A．燈泡斷路     B．燈泡短路      （C）滑動(dòng)變阻器斷路        D．滑動(dòng)變阻器短路

（3）圖是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪成的U一I圖象，根據(jù)圖象提供的信息可計(jì)算出小燈泡的額定功率為

0.5

W；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，小燈泡的電阻將變

大

．
（4）有一組同學(xué)在連線時(shí)，不小心將線接錯(cuò)了，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表示變大時(shí)，電壓表示數(shù)卻變小，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是

電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端

．
（5）還有一組同學(xué)沒有使用電壓表，而是利用兩只電流表和一個(gè)阻值已知的電阻R₀，其它元件與前面相同，仍然完成了實(shí)驗(yàn)．請畫出該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)的電路圖．

Answer 1

分析：（1）知道燈泡額定電壓和電阻，求出燈泡額定電流．
滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)．根據(jù)測量電路電壓特點(diǎn)，求出燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電壓，求出滑動(dòng)變阻器的電阻．
（2）燈泡不亮，燈泡斷路或短路；電流表有示數(shù)，說明電路不存在斷路；電壓表無示數(shù)，電壓表斷路或與它并聯(lián)的電路短路，綜合分析可得出結(jié)論．
（3）根據(jù)圖象獲得燈泡電壓為2.5V時(shí)的電流，根據(jù)P=UI，計(jì)算額定功率．
滑片左移，滑動(dòng)變阻器接入電路的長度變短，電阻變小，電路總電阻變小，電路電流增大，燈泡電壓增大，溫度升高，燈絲電阻增大．
（4）電流表示數(shù)變大，電路中電阻變小，其它電路元件不變，滑動(dòng)變阻器電阻變��；電壓表示數(shù)變小，說明與電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端．
（5）把定值電阻與燈泡并聯(lián)，定值電阻與其中一個(gè)電流表組合成一個(gè)電壓表測電壓，另一個(gè)電流表測電流，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

解答：解：（1）電源電壓U=6V，燈泡正常工作時(shí)，燈泡額定電壓U_燈=2.5V，與燈串聯(lián)的滑動(dòng)變阻器分壓U_滑=6V-2.5V=3.5V，
燈泡電阻約R_燈=10Ω，電路電流I=

U燈

R燈

=

2.5V

10Ω

=0.25A，滑動(dòng)變阻器電阻R_滑=

U滑

I

=

3.5V

0.25A

=14Ω，
滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₂．
（2）燈泡不亮，燈泡斷路或短路；電流表有示數(shù)，說明電路不存在斷路；電壓表無示數(shù)，電壓表斷路或與它并聯(lián)的電路短路，綜合分析知燈泡故障原因是：B燈泡短路．
（3）由圖象知：燈泡電壓為額定電壓U=2.5V，電路電流I=0.2A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
滑片左移，滑動(dòng)變阻器接入電路的長度變短，電阻變小，電路總電阻變小，電路電流增大，燈泡電壓增大，溫度升高，燈絲電阻變大．
（4）連線時(shí)，不小心將線接錯(cuò)了，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，電流表示數(shù)變大，電路中電阻變小，滑動(dòng)變阻器電阻變�。浑妷罕硎緮�(shù)變小，說明與電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端．
（5）把定值電阻與燈泡并聯(lián)，定值電阻與其中一個(gè)電流表組合成一個(gè)電壓表測電壓，另一個(gè)電流表測電流，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電路圖如圖所示．
故答案為：（1）R₂；（2）B； （3）0.5； 大；（4）電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端．（5）電路如圖所示．

點(diǎn)評：本題考查了滑動(dòng)變阻器規(guī)格的選擇：選擇滑動(dòng)變阻器要考慮滑動(dòng)變阻器的電阻和電流，滑動(dòng)變阻器的電阻在電路是否夠用，但又不能太大；滑動(dòng)變阻器允許通過的電流大于電路最大電流．