Question

在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，有两个规格分别为“10 Ω.1 A”“50 Ω.2 A”的滑动变阻器，

（1）本实验中应该选择规格为“__________”的滑动变阻器。

（2）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图丁所示，则接下来的操作是________；

（3）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右移动时小灯泡变亮

（__________）

（4）小薇发现电流表和电压表的位置互换了，如果闭合开关，则___表(选填“电压”或“电流”)的指针可能有明显偏转。正确连接好电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P，灯泡都不亮，电压表示数接近6 V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是________。

（5）某次实验中，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是___W；测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路所测小灯泡电功率_________（填偏大、偏小或不变）。

（6）某同学还想利用此电路探究电流与电压的关系，多次测量，并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图象，如图戊所示，当电压表的示数增大时，电流表示数也增大，电压表与电流表的示数之比_____(选填“变大”“变小”或“不变”)，但不成正比，导致这一结果的原因是_____________。

（7）某同学还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻，并使电压表的示数始终保持2V不变，多次更换阻值不同的定值电阻，记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻的阻值不能大于___Ω。

（8）另有一只额定电流的小灯泡，请根据所提供的如下实验器材设计实验，测量其额定功率。

实验器材：电源、单刀开关S₁一只、单刀双掷开关S₂一只、最大阻值均为的滑动变阻器和各一只、电流表一个、导线若干。据提供的器材，电路连接如丙图

实验步骤：

Ⅰ。闭合开关S₁，开关S₂接b，调到阻值最大处，阻值调到0，记下电流表的示数；

Ⅱ。将阻值调到最大，闭合开关S₁，S₂接___，调节使电流表示数为0.25A；

Ⅲ。保持的阻值不变，闭合开关S，开关S₂接___，读出电流表的示数.灯泡额定功率的表达式=___(用、和步骤中测量的物理量表示)。

（9）整理器材时发现滑动变阻器的部分比部分热，原因是_______

Answer

50 Ω.2 A 对电流表调零 电压表 灯泡断路 0.6 偏大 变大 灯丝电阻随灯丝温度升高而变大 25 b 见详解

【解析】

(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：

根据串联电路电压的规律和欧姆定律，变阻器连入电路中的电阻：

故应该选用“50 Ω.2 A”的变阻器；

(2)[2]使用前，电流表指针没有指在零刻度线上，应先对电流表调零；

(3)[3]要求滑动变阻器滑片P向右移动时小灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器右下接线柱连入电路中与灯串联，如下所示：

(4)[4]小薇发现电流表和电压表的位置互换了，则电压表串联在电路测电源电压，如果闭合开关，电流表示数为0，电压表的指针可能有明显偏转；

[5]电路正确连接后，闭合开关，移动滑片P，发观灯泡总不亮，且电流表无示数，但电压表示数接近6V，则故障原因可能是灯泡断路；

(5)[6]排出故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.24A，小灯泡的额定功率为：

[7]电流表测灯与电压表的总电流，根据并联电路电流的规律，电流表示数大于通过灯的实际电流；即电路主要是由于所测电流值偏大引起小灯泡电功率偏大的；

(6)[8][9]由图戊可知，当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比即灯泡的电阻变大；导致这一结果的原因是灯丝电阻随灯丝温度升高而变大。

(7)[10]电压表控制的电压为2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：

电压表示数为变阻器分得的电压的0.5倍，根据分压原理，当滑动变阻器的最大阻值为50Ω连入电路时，对应的定值电阻最大值为：

故为了完成整个实验，他更换的定值电阻R的阻值不能大于25Ω；

(8)[11][12][13]实验步骤：

Ⅰ闭合开关S1，开关S2接b，调到阻值最大处，阻值调到0，记下电流表的示数；

Ⅱ将阻值调到最大，闭合开关S1，S2接，调节使电流表示数为

Ⅲ保持的阻值不变，闭合开关S1，开关S2接b，读出电流表的示数；

在Ⅰ中，为的简单电路，电流表测电路中的电流，由欧姆定律，电源电压：

①

在Ⅱ中，与灯串联，灯正常发光；

在Ⅲ中，与串联，根据串联电路的规律及欧姆定律，变阻器连入电路中的电阻：

在Ⅱ中，根据串联电路电压的规律，灯的额定电压为：

②

故灯的额定功率：

③

将①代入③得：

(9)[14]滑动变阻器部分接入电路有电流通过由于电流热效应发热，未接入电路，没有电流通过，因此不发热；