Question

【題目】【2016·北海卷】同學們在“探究小燈泡實際功率的規律”時，用兩節新干電池串聯組成的電源和標有“2．5V”字樣的小燈泡等元件連接了如圖甲所示的電路，請回答：

（1）連接電路時，開關應 （選填“閉合”或“斷開”）；

（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移到 處（選填“A”或“B”）；

（3）實驗中，小飛發現閉合開關后，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，小燈泡都不亮，電流表無示數，電壓表示數接近3V，則電路故障可能是 ．

（4）小飛排除故障后，進行多次實驗，并記下相應的電壓表和電流表的示數，繪制成如圖乙所示的I﹣U關系圖象．根據圖象可知，小燈泡的實際功率隨實際電壓的增大而 （選填“增大”、“減小”或“不變”），小燈泡正常發光時的電功率為 W；

（5）另一組同學通過測額定電流計算小燈泡的額定功率時，電壓表突然壞了，又沒有好的電壓表更換，但有一個R=5Ω的定值電阻和另一個電流表K，小飛和他們一起討論找到了解決問題的方法，此方法應是：先 ，再調節滑動變阻器，使電流表K的示數為 A即可．

Answer 1

【答案】（1）斷開；（2）A；（3）小燈泡斷路；（4）增大；0．75；（5）將定值電阻R與小燈泡并聯；0．5

【解析】

（1）連接電路時，為保護電路元件的安全，開關應斷開；（2）為了保護電路，在閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，滑片應移到A處；（3）連好電路，小飛發現閉合開關后，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，小燈泡都不亮，電流表無示數，說明電路存在斷路；電壓表示數接近3V，說明電壓表與電源兩極相連，即電路故障應為小燈泡斷路；（4）根據小燈泡的I﹣U圖象可知，隨著燈泡兩端的電壓增大，通過燈泡的電流增大，根據公式P=UI可知，燈泡的實際功率增大；由I﹣U圖象可知，當燈泡的額定電壓U額=2．5V時，所對應的電流I額=0．3A，燈泡額定功率：P額=U額I額=2．5V×0．3A=0．75W；（5）根據等效替代的思想，可通過計算定值電阻R0的電壓間接得到燈泡L的電壓，所以將已知阻值的電阻R與小燈泡并聯，電流表K測定值電阻R的電流；當R兩端電壓為2．5V時燈泡正常發光，測出此時通過燈泡的電流即可．電路圖如下：

①根據電路圖連接電路，閉合開關，調節滑動變阻器使電流表K示數：Ik=U/R=2．5V/5Ω=0．5A，此時燈泡正常發光；②讀出此時電流表A的示數IL；③則小燈泡額定功率的表達式：P額=U額IL=2．5V×IL。