Question

2．在測量小燈泡電功率的實驗中，電源電壓為6V，滑動變阻器標有“20Ω  1A”字樣，小燈泡的額定電壓為2.5V，假設小燈泡的電阻不變．

（1）小宇同學閉合開關，移動滑片P到某一位置時，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為2.2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應將圖甲中滑動變阻器的滑片P向B（A/B）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（2）小宇同學繼續(xù)移動滑片P，可計算出小燈泡的額定功率，我們還可以得出：小燈泡的實際功率隨實際電壓的增大而增大（增大/減小/不變）．
（3）小宇同學按同一電路連接好最后一根導線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，并很快熄滅，檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請你找出她在實驗中至少有一個操作不當之處是：開關沒有斷開或滑動變阻器滑片沒有放到A端．
（4）把燈泡換為定值電阻繼續(xù)實驗，滑片置于某位置時，電壓表示數(shù)突然變?yōu)?，而電流表示數(shù)不變，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是電壓表斷路．
（5）下表五組數(shù)據(jù)中有一組數(shù)據(jù)不是本實驗中測得的，它是第1（填寫表格中表 示序號的數(shù)字）組，你判斷的依據(jù)是電阻約為10Ω，實驗中其最小電壓約為2V．

序號	1	2	3	4	5
U/V	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0
I/A	0.10	0.19	0.30	0.40	0.51

Answer 1

分析 （1）由串聯(lián)電路的電壓特點--電壓和電阻成正比，來分析滑動變阻器的滑片移動情況．
（2）由圖示圖象求出燈泡額定電壓對應的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率，應用P=UI分析燈泡實際功率如何變化．
（3）連接實物電路時，為保護電路，注意兩點：一是開關要斷開；二是滑動變阻器的滑片要移到最大阻值處．
（4）電流表示數(shù)不變，說明電路中的總電阻不變，電壓表示數(shù)為0，則說明電壓表斷路；
（5）求出定值電阻的大約值，根據(jù)分壓原理，得出電壓表的最小讀數(shù)．

解答 解：
（1）電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V，而額定電壓為2.5V，故應使小燈泡兩端的電壓增大，就應該讓滑動變阻器兩端的電壓減小，就必須把滑動變阻器的阻值調(diào)小，即滑片向B移動．
（2）由圖丙所示的I-U關系圖線可知，燈泡額定電壓2.5V對應的電流為0.2A，小燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；由圖示圖象可知，隨U增大電流I增大，燈泡實際功率P=UI增大，由此可知，小燈泡的實際功率隨實際電壓的增大而增大．
（3）連接好最后一根導線，燈泡立即發(fā)光，說明在連接電路過程中開關沒有斷開；發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，說明電路中的電流太大了，把燈絲燒斷了，這是由于滑動變阻器的滑片沒有移到最大阻值處造成的．
（4）實驗中，滑片置于某位置時，電流表示數(shù)不變，說明電路是通路，電路中的總電阻不變，電壓表示數(shù)突然變?yōu)?，說明電壓表斷路；
（5）由表中數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律，定值電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.0V}{0.30A}$=10Ω，根據(jù)分壓原理，當滑動變阻器的最大電阻連入電路中時，電壓表示數(shù)最小，定值電阻兩端的最小電壓U_最小=$\frac{R}{R+{R}_{滑}}$×U=$\frac{10Ω}{10Ω+20Ω}$×6V=2V＞1V，所以第1組數(shù)據(jù)不是本實驗中測得的．
故答案為：（1）2.2   B； （2）增大；（3）開關沒有斷開或滑動變阻器滑片沒有放到A端；（4）電壓表斷路；（5）1，電阻約為10Ω，實驗中其最小電壓約為2V．

點評 本題測量定值電阻的大小，考查電路的連接、對操作的評估與改進、故障的分析與判斷，最后一問考查了學生運用已有知識靈活解決實際問題的能力，有一定難度．