Question

3．在“測(cè)小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)”中，電源電壓為3V，小燈泡額定電壓為2.5V．

（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲所示的實(shí)物電路連接完整（要求：滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)小燈變亮）．
（2）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)至最左（填“左”或“右”）端．
（3）閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則電路故障原因是小燈泡斷路（或小燈泡的燈絲斷了或小燈泡接觸不良）．
（4）故障排除后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則此時(shí)小燈泡的功率為0.48W．若使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將滑片向右（填“左”或“右”）端移動(dòng)．
（5）若將圖甲中小燈泡換成定值電阻，其他元件不變，下列實(shí)驗(yàn)可完成的是B
A．探究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系
B．探究電流與電壓的關(guān)系
C．探究電流與電阻的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）把燈泡、電流表、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；注意滑動(dòng)變阻器有4個(gè)接線柱，選擇一上一下接線柱接入電路，并根據(jù)題目的要求選擇要接入的下接線柱；
（2）從使用滑動(dòng)變阻器的注意事項(xiàng)可知，閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于其最大阻值處，因此確定滑片位于左右兩端哪個(gè)位置時(shí)阻值最大是解決問(wèn)題的核心；
（3）燈不亮，電流表無(wú)示數(shù)，可能是電路斷路了，根據(jù)電壓表示數(shù)接近電源電壓，分析判斷故障原因；
（4）由圖乙確定電流表量程與最小分度值，讀出電流表示數(shù)，由電功率公式P=UI求出燈泡的功率；要想使燈泡正常發(fā)光，燈泡兩端的電壓要增大，則燈泡電流要增大，電路電阻要變�。�
（5）完成每個(gè)實(shí)驗(yàn)各需要什么器材，各需要控制什么，需要改變什么，分析本實(shí)驗(yàn)器材是否能滿足實(shí)驗(yàn)要求．

解答 解：
（1）燈泡的額定電壓為2.5v，電壓表選擇0～3v的量程，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．滑動(dòng)變阻器已經(jīng)選定了上面接線柱，要求滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)小燈變亮，應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的右下接線柱與燈泡左接線柱相連．電路如下圖：

（2）滑動(dòng)變阻器接入右半段，滑片處于左端，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大，對(duì)電路起到保護(hù)作用，因此，閉合開(kāi)關(guān)前，滑片應(yīng)調(diào)到最左端；
（3）燈炮不亮且電流表無(wú)示數(shù)說(shuō)明電路中應(yīng)有斷路的可能；而電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表能和電源相連，即電流表及滑動(dòng)變阻器及開(kāi)關(guān)都應(yīng)正常，故應(yīng)是燈泡發(fā)生了斷路；
（4）由圖乙知，電流表的量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.32A，則燈泡的額定功率
P_額=U_額I_額=1.5V×0.32A=0.48W；若使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)該使燈泡兩端的電壓增大到2.5v，則電路中的電流也要相應(yīng)地增大，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入的電阻應(yīng)減小，因此滑片應(yīng)向右端移動(dòng)；
（5）A、根據(jù)Q=I²Rt，探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系時(shí)，控制電流和通電時(shí)間不變，只有一個(gè)定值電阻，不能改變電阻，無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)器材不能完成；
B、探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，控制電阻不變，通過(guò)滑動(dòng)變阻器改變定值電阻兩端的電壓，來(lái)探究電流與電壓的關(guān)系．本實(shí)驗(yàn)器材能完成；
C、探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，保證電壓一定，改變電阻大小，只有一個(gè)定值電阻，不能改變電阻，無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)器材不能完成．
故答案為：
（1）見(jiàn)上圖；（2）左；（3）小燈泡斷路（或小燈泡的燈絲斷了或小燈泡接觸不良）；（4）0.48；右；（5）B．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及到實(shí)物圖的連接，滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表的使用，故障問(wèn)題分析，電流表的讀數(shù)，功率的計(jì)算，焦耳定律，電流跟電壓、電阻的關(guān)系等，涉及到的知識(shí)很廣，難度很大．