Question

一個(gè)額定電壓是2.5V的小燈泡，正常工作時(shí)的電阻約為8Ω．小明想測(cè)量它的額定功率．實(shí)驗(yàn)室有如下器材：電源（電壓恒為6V）、電流表、電壓表、開關(guān)各1個(gè)、規(guī)格分別為“10Ω  1A”和“50Ω  0.5A”的滑動(dòng)變阻器2個(gè)，導(dǎo)線若干．

（1）小明設(shè)計(jì)了圖甲所示電路，他應(yīng)選用規(guī)格為

“50Ω0.5A”

的滑動(dòng)變阻器．
（2）圖乙是小明根據(jù)電路圖連接的實(shí)物圖，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，經(jīng)檢查是由于一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你在圖乙中連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫出正確的連線．
（3）小明正確連線后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)．當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖丙所示為

0.32

A，小燈泡的額定功率是

0.8

W．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明整理實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器的AP部分比PD部分熱，這是因?yàn)?!--BA-->

AP部分的電阻比PD部分的電阻大

．
（5）下表是乙組同學(xué)所測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析表中數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)電流和電壓的關(guān)系與其他組不同，請(qǐng)你在圖丁的虛線框內(nèi)畫出乙組同學(xué)所連接的實(shí)驗(yàn)電路的電路圖．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓U/V	電流I/A
1	2.5	0.08
2	2	0.1
3	1.5	0.18

Answer 1

分析：（1）由歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，然后由歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，根據(jù)該阻值選擇滑動(dòng)變阻器．
（2）電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡兩端，電壓表不能串聯(lián)接入電路．
（3）由圖示電流表確定其量程與分度值，讀出其示數(shù)，然后由P=UI求出燈泡額定功率．
（4）分析電路圖，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)分析答題．
（5）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定電壓表的接法，然后作出電路圖．

解答：解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)，通過其的電流約是I=

U

R

=

2.5V

8Ω

≈0.3A，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，∵I=

U

R

，
∴滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R=

U滑

I

=

3.5V

0.3A

≈11.7Ω＞10Ω，所以應(yīng)選擇“50Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器；
（2）由圖乙所示電路圖可知，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表連接錯(cuò)誤，電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖1所示；
（3）由圖丙所示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.32A，燈泡額定功率為：
P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（4）滑動(dòng)變阻器AP部分與PD部分的電流相同，通電時(shí)間相同，但AP部分的電阻比PD部分的電阻大，由焦耳定律Q=I²Rt可知，在AP部分所產(chǎn)生的電熱多，故滑動(dòng)變阻器的AP部分比PD部分熱．
（5）燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電源電壓不變，當(dāng)電路電流增大時(shí)，電路電阻減小，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，滑動(dòng)變阻器分壓減小，燈泡兩端電壓增大，由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電路電流增大時(shí)，電壓表示數(shù)減小，這說明電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電路圖如圖2所示．
故答案為：（1）“50Ω  0.5A”；（2）如圖1所示；（3）0.32A；0.8W；
（4）AP部分的電阻比PD部分的電阻大；（5）如圖2所示．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了滑動(dòng)變阻器的選擇、修改電路圖、電表讀數(shù)、求燈泡功率、作實(shí)驗(yàn)電路圖等問題；對(duì)電表讀數(shù)時(shí)一定要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直．