Question

【题目】小明和小红在做“测量小灯泡功率”的实验中，使用如下器材：电压恒为6V的电源，额定电压为2.5V的灯泡，三个滑动变阻器R1（10Ω 1A），R2（50Ω 0.5A），R3（100Ω 0.2A），开关，导线若干

(1)请用笔画线代替导线，将图中的实物图连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时灯泡变亮）

（___________）

(2)小明正确连接电路，闭合开关发现灯泡不亮，且电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是（_________）

A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器某处断路 D.滑动变阻器某处短路

(3)排除故障后，小明再次闭合开关，发现电压表示数小于2.5V，为了测量灯泡正常发光时的功率，他应该将滑动变阻器的滑片往______（选填“左”“右”）移动，直至电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图，由此可知，小灯泡的额定功率为______W.

(4)小明和小红分别多次实验（数据如下表），并将所测得小灯泡的电功率求平均值，你认为它们的数据处理方式（_________）

A、都合理 B、都不合理 C、小明合理，小红不合理 D、小红合理，小明不合理

(5)根据小红的实验数据可知，这个小灯泡正常发光时的电阻为______Ω（保留一位小数），她所使用的滑动变阻器应该为___________（选填“R1”“R2”“R3”）

(6)爱思考的小红将滑动变阻器的滑片移动到某处，分别用10Ω，20Ω，30Ω，40Ω的定值电阻替换原电路中的小灯泡，测出相应的电流，并在电流表盘上标上所测电流对应的电阻值，于是他就将电流表改装成一个可以直接读出电阻阻值的仪表，如图，小红改造之后的表盘可能是（__________）

Answer 1

【答案】 A 左 0.75 B 8.3 R2 D

【解析】

（1）滑动变阻器应与被控制用电器串联，根据滑片移动方向灯泡亮度变化确定其接线柱；

（2）电流表有示数，电路应该是通路，再由灯泡不亮，电压表无示数分析故障即可；

（3）电压表的示数小于灯泡的额定电压，由串联电路电压的特点确定滑片移动的方向；读出灯泡正常发光时的电流，由P=UI计算其额定功率；

（4）灯泡在不同电压下的电功率不同，求电功率的平均值无意义；

（5）根据小红记录的表格找到灯泡正常发光的电流，由欧姆定律计算灯泡电阻，由串联电路特点和欧姆定律计算此时变阻器连入的阻值，从而确定其规格；

（6）由串联电路特点和欧姆定律分析电路中电流与定值电阻的关系，从而确定可能的表盘

（1）实验中，滑动变阻器应与灯泡串联，从而控制灯泡的亮度，由于要求滑片左移灯泡变亮，即说明滑片左移时，变阻器连入电路的阻值减小，所以应将其左下接线柱接入电路中，如图：

（2）闭合开关，若灯泡短路，则灯泡不亮，同时电压表也被短路无示数，但电路仍是通路，所以电流表有示数，故A符合题意，若灯泡断路，电压表被串联入电路中，此时电路电流几乎是零，则电流表应无示数，而电压表的示数应接近电源电压，故B不合题意；若滑动变阻器某处断路，则整个电路断路，两电表都无示数，故C不符合题意；若滑动变阻器某处短路，电路仍为通路，两电表应都有示数，且灯泡会非常亮，故D不合题意，故只有A符合题意，即故障可能是灯泡短路；

（3）若电压表示数小于2.5V，即灯泡电压小于灯的额定电压，所以，要使灯泡正常工作，则应使灯泡两端增大到2.5V，由串联电路电压的特点知道，应减小变阻器分得的电压，即滑动变阻器连入电路中的电阻要减小，所以，滑片向左端移动，使电压表的示数为2.5V为止；由图知道，电流表使用的是0-0.6A量程，分度值是0.02A，即灯泡正常发光时的电流是0.3A，所以，灯泡的额定功率是：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；

（4）灯泡的电压不同，电流不同，功率不同，额定功率一定是灯泡额定电压下的功率，所以，不能将不同电压下不同的电功率取平均值，是没有意义的，故选B。

（5）由表格中小红记录的数据知道，当灯泡电压为2.5V时，通过的电流为0.28A，由欧姆定律知道，此时灯泡电阻是：；此时变阻器连入的阻值是：，所以使用的滑动变阻器应该是R2。

（6）若分别用10Ω，20Ω，30Ω，40Ω的定值电阻替换原电路中的小灯泡，则滑片移动到某处，即表示变阻器连入阻值不变，由串联电路特点和欧姆定律知道，电路中电流是：I=，由于电源电压和变阻器连入阻值一定，所以定值电阻的阻值越大，则对应的电流越小，且电流与定值电阻的阻值不成反比，所以电流表上刻度值改为对应电阻时，电流示数越大，对应阻值越小，且电阻值不均匀，故小红改造之后的表盘应是D。