Question

如图甲所示是某兴趣小组“测量小灯泡电功率”的部分实验电路，电源电压恒为 4.5V，小灯泡的额定电压是 2.5V，灯泡正常发光时的电阻约为 9Ω，电流表（0~0.6A、0~3A）、电压表（0~3V、0~15V）各有两个量程：

(1)请在图甲中用笔画线代替导线，使其成为完整的电路；

（___________）

(2)连接电路的过程中，开关应______，滑动变阻器的滑片P应滑到______端（选填“A”或“B”）；

(3)闭合开关前，发现电流表指针偏转如图乙所示，出现这种情况的原因是______；

(4)解决(3)中问题并检查电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，分析故障的原因可能是______；

(5)排除故障后继续实验，测量数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
发光情况	不亮	微光	较亮	明亮	更明亮
电压U/A	0.5	1.5	2.0	2.5	3.0
电流I/A	0.16	0.22	0.25		0.3

小灯泡正常工作时的电流表的指针指示如图丙所示，则小灯泡的额定功率____W；在第1次实验中，灯泡不亮的原因是______（答出一个原因即可）；

(6)为了完成上述所有实验数据，则兴趣小组所使用的滑动变阻器的最大阻值至少是____Ω；

(7)兴趣小组的同学想接着探究“电流与电阻的关系”，于是将图甲中的小灯泡分别换成10Ω、15Ω、20Ω的三个定值电阻进行实验，同时用规格为“80Ω1A”的滑动变阻器替换原来的滑动变阻器，移动滑动变阻器的滑片P，为了完成这三次实验，则定值电阻两端的电压能控制的最小值为______V。

Answer

断开 A 电流表未调零 灯泡断路 0.7 灯泡的实际功率过小 25 0.9

【解析】

(1)[1]将滑动变阻器串联到电路中，如下所示：

(2)[2][3]为保护电路，连接电路的过程中，开关应断开，滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处，即A端。

(3)[4]闭合开关前，发现电流表指针不指零，原因是电流表未调零，应先进行调零。

(4)[5]检查电路连接无误后，经分析，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数接近电源电压，则电路故障是灯泡断路，而导致电压表串联在电路中了。

(5)[6]小灯泡额定电压是2.5V，如图丙所示，电流表使用小量程，分度值为0.02A，对应的电流为0.28A，则小灯泡的额定功率

P额=U额I额=2.5V×0.28A=0.7W

小灯泡的额定功率为0.7W。

[7]第1次实验中，电路中电流，说明电路是通路，但是小灯泡不发光，灯泡不发光的原因是电路中电流太小，灯泡的实际功率过小。

(6)[8]滑动变阻器与小灯泡串联，当流过小灯泡的电流最小，滑动变阻器有最大值，由串联电路电流、电压规律及欧姆定律可知

Rmax===25Ω

滑动变阻器的最大阻值至少是25Ω。

(7)[9]替换后的定值电阻仍然和替换后的滑动变阻器串联，由串联电路电压规律可知，接入最大阻值的定值电阻和阻值最大的滑动变阻器时，定值电阻两端的电压为完成实验所能控制的最小电压，则

Umin=IminRmax=Rmax=20Ω=0.9V

定值电阻两端的电压能控制的最小值为0.9V。