Question

某同學做測定“小燈泡的額定電功率”實驗時所用器材有電壓為6V的電源、額定電壓為2.5V的小燈泡（小燈泡的額定功率小于1W）、滑動變阻器（50Ω，1A）以及符合實驗要求的電表、開關和導線．如圖甲是小亮同學沒有連接完整的電路．

（1）本實驗的實驗原理是______．
（2）請你用筆畫線代替導線，將圖甲所示的電路連接完整，并在圖丁的方框中畫出電路圖．
（3）該同學連好電路后閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，發現小燈泡始終不亮，電壓表有示數，電流表無示數，則故障可能是______（寫出一種即可）．
（4）該同學排除故障后閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，同時，眼睛應注視______（選填序號）．
A．小燈泡亮度 B．電壓表示數 C．電流表示數 D．滑動變阻器滑片
（5）當電壓表的示數如圖乙所示時，其讀數為______V；要測量小燈泡的額定功率應將滑片P向______端移動（選填“A”或“B”）．當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖丙所示，則小燈泡的額定功率是______W，此時小燈泡的電阻是______Ω（結果保留一位小數）．該實驗中滑動變阻器除了調節電燈兩端電壓外，還有______的作用．
（6）小亮利用該電路探究電流跟電阻的關系，他將小燈泡換成多個定值電阻R，保持電壓表示數始終為2V，多次更換阻值不同的定值電阻R，并記錄各次電流表的示數，若不更換其他器材，為了能夠完成實驗，更換的電阻阻值不能夠大于______Ω．

Answer 1

（1）該實驗的實驗原理是P=UI；
（2）小燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表的量程應選擇0～3V，將電壓表并聯在小燈泡兩端，開關控制電路，滑動變阻器、小燈泡、電流表串聯，電壓表并聯在小燈泡兩端，實物圖和電路圖分別如下：


（3）燈泡不亮，可能是燈泡斷路，或燈泡短路，或燈泡之外電路斷路造成的；電流表無示數，說明電路斷路；電壓表有示數，說明電壓表與電源連接相連，電壓表并聯電路之外電路不存在斷路，綜合分析可知，小燈泡斷路；
（4）閉合開關，要使燈泡兩端的電壓達到額定電壓值，則移動滑動變阻器滑片P，同時，眼睛應注視電壓表的示數．使燈泡兩端電壓等于燈泡額定電壓為止；
（5）電壓表的量程為0～3V，分度值0.1V，電壓表的示數為1.8V，小于小燈泡的額定電壓，所以要提高燈泡兩端的電壓，根據串聯電路的分壓特點，需要減小滑動變阻器接入電路的電阻，即應將滑片P向B端移動；
電流表量程為0～0.6A，分度值0.02A，電流表的示數為0.24A，此時小燈泡正常發光時，則小燈泡的額定電流為0.24A，
小燈泡的額定功率P_額=U_額I_額=2.5V×0.24A=0.6W，
小燈泡的電阻R_L=

U額

I額

=

2.5V

0.24A

=10.4Ω，
滑動變阻器在電路中一方面可以保護電路，另一方面可以改變燈泡兩端電壓；
（4）電源電壓為6V，電壓表示數始終為2V，即定值電阻R兩端電壓為2V，則滑動變阻器兩端的電壓為6V-2V=4V，
∵串聯電路電壓處處相等，
∴I=

UR

R

=

U變

R變

，
數據代入得，

2V

R

=

4V

R變

R=

R變

2

≤

50Ω

2

=25Ω，即更換的電阻阻值不能夠大于25Ω．
故答案為：（1）P=UI；（2）如上圖；（3）電路斷路；（4）B；（5）1.8；B；0.6；10.4；保護電路；（6）25．