Question

为了测量额定电压为“2.5V”小灯泡的电功率，已知电源是三节干电池串联，滑动变阻器的规格是“20Ω1A”，小明同学设计了如图甲所示的电路图．实验中各元件完好，电源电压保持不变．

（1）连接电路的过程中开关应      ．请你在图乙中用笔画线代替导线，帮小明同学将电路连接完整．（连线不得交叉）

（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不发光，电流表的示数不为零，电压表的示数为零，产生此故障的原因可能是      ．

（3）实验小组在测量小灯泡的额定功率的过程中，由于本实验器材用的时间过长，无论如何调节滑动变阻器，小灯泡两端的电压都小于2.5V，小明举手让老师更换电池，这时同组的小红说不用更换，她说利用现在测量的电压和电流求出灯泡的电阻，再根据P=求出小灯泡的额定功率为0.7W，你认为小灯泡的额定功率应该      （选填“大于”“小于”或“等于”）0.7W，理由是      ．

（4）跟换了新的电池，完成实验后，他们两个又找来了几个不同阻值的电阻代替小灯泡继续“探究电压不变时，电流与电阻的关系”，他把5Ω、10Ω、20Ω的电阻分别接入电路，探究电流与电阻的关系，接入5Ω电阻时，使电压表的示数如图丙所示，他们能够完成整个实验吗？      ，理由是      ．

Answer

（1）断开；见解析图；（2）灯泡短路；（3）小于；灯泡的电阻随电压的升高而增大，正常发光时的电阻大于他计算出的电阻；

（4）不能；当更换20Ω的电阻时，由于滑动变阻器的阻值太小，不能让定值电阻的两端电压为1.5V

【解析】

试题分析：

（1）为了保护电路，连接电路的过程中开关应断开；

滑动变阻器应一上一下串联入电路中，如图所示：

；

（2）电流表的示数不为零，说明电路为通路；电压表示数为零，说明电压表并联的部分可能出现短路，即可能是小灯泡短路；

（3）灯泡电阻随温度升高而增大，实验中小灯泡两端的电压都小于2.5V，则功率小于额定功率，温度比正常发光时低，利用现在测量的电压和电流求出灯泡的电阻比正常发光时小，所以根据P=计算出的额定功率偏大，所以额定功率应小于0.7W；

（4）探究电流与电阻的关系时，应保持不同定值电阻两端的电压不变，图丙中电压表使用0﹣3V量程，分度值为0.1V，示数为1.5V，即保持1.5V不变，

电源电压为3×1.5V=4.5V，所以变阻器要分得电压为：4.5V﹣1.5V=3V的电压，

根据串联电路的分压原理：=，即有：=，

所以变阻器连入电路中的阻值：R滑=×R=×R=2R，而滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”，即连入电路中的最大阻值为20Ω，故定值电阻的最大值为=10Ω，即对20Ω的定值电阻，无论怎样移动滑片，都不能使电压为1.5V，所以不能完成整个实验．

故答案为：（1）断开；见解析图；（2）灯泡短路；（3）小于；灯泡的电阻随电压的升高而增大，正常发光时的电阻大于他计算出的电阻；

（4）不能；当更换20Ω的电阻时，由于滑动变阻器的阻值太小，不能让定值电阻的两端电压为1.5V．