Question

在电学实验中，物理实验小组的同学们按照甲图所示电路图连接好电路，想同时完成电学的多个实验．已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，还有导线和电流表剩余．电路如图所示：
（1）请在甲图中的圆圈内填出电流表与电压表所在位置；
（2）连接电路时，开关应处于______状态，滑动变阻器应位于______端；（选填“A”或“B”）
（3）闭合开关，发现电流表无示数，灯泡不亮，请你自选上述剩余器材，检查故障所在的具体方法：______，应观察的现象：______；
（4）排除故障后，闭合开关，滑动变阻器的阻值减小时，电流表示数将______，电压表示数将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（5）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡的电阻为______Ω，小灯泡的电功率是______W；
（6）在不改变电路元件的前提下，能否利用控制变量法来探究电流与电压的关系？为什么？______；______．

Answer

（1）电流表应串联在电路中，电压表应与被测电路并联．
（2）为保证电路安全，连接电路时开关应断开，滑动变阻器滑片应置于阻值最大位置处．
（3）根据电压表是否有示数分析判断电路故障原因．
（4）根据串联电路特点及欧姆定律分析答题．
（5）由图示电流表确定其量程与分度值，读出电流表示数，由欧姆定律求出灯泡阻值，由P=UI求出灯泡额定功率．
（6）探究电流与电压的关系，应控制电阻阻值不变．
【解析】
（1）串联在电路中的电表为电流表，与灯泡并联的为电压表，如图所示．
（2）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器应位于B端，
此时滑动变阻器接入电路的阻值最大．
（3）电流表无示数，说明电路存在断路，移动滑片看电压表是否有示数，如果电压表没有示数，如果电压表没有示数，说明灯泡或滑动变阻器断路，如果电压表有示数，说明灯泡断路．
（4）闭合开关，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可得，电路电流将变大，电流表示数变小；滑动变阻器阻值减小，滑动变阻器分压变小，灯泡分压变大，电压表示数变大．
（5）由图示电流表可知电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.3A，∵I=，∴灯泡电阻R==≈8.3Ω，灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（6）探究电流与电压的关系，应控制电阻阻值不变，由于灯泡电阻随温度变化为变化，不是定值，所以不能用该实验装置探究电流与电压的关系．
故答案为：（1）如图所示；（2）断开；B；（3）移动滑片，观察电压表是否有示数；如果电压表没有示数，说明灯泡或滑动变阻器断路，如果电压表有示数，说明灯泡断路；（4）变大；变大；（5）8.3；0.75；（6）不能；灯泡电阻随温度的变化而变化，不是定值．