Question

在测量额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约为10Ω）功率的实验中，老师提供了以下器材：电流表、电压表、开关、电压为6V的电源和滑动变阻器各一个，导线若干．
（1）何刚同学设计了如图1所示的电路图．在连接电路过程中，开关要________，滑动变阻器的阻值调到________，理由是________．
（2）当电路正确连接后，调节滑动变阻器，发现电流表无示数，电压表有较大示数，分析其原因可能是________．
（3）纠正电路中的错误后，移动滑动变阻器，使小灯泡发光，此时电流表、电压表的示数如图2甲、乙所示，电路中的电流是________A，小灯泡两端的电压是________V，要测量小灯泡的额定功率，根据电路图，应将滑动变阻器的滑片向________调节（选填“左”或“右”）．
（4）李亮同学重新移动滑动变阻器多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，画出了通过小灯泡的电流随两端电压变化的图象，如图3所示，则小灯泡的额定功率是________W．在该图象中发现电流不与电压成正比，这是因为________．

Answer 1

解：
（1）为了保护电路，连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处；
（2）电路正确连接后，调节滑动变阻器，发现电流表无示数，电压表有较大示数，说明与电压表两接线柱之间并联的电路是断路，所以出现故障的可能原因是灯泡的灯丝断了（或连接灯泡的导线断了）；
（3）由图3知，电流表量程是～0.6A，分度值为0.02A，电流表示数I=0.16A；
电压表量程是0～3V，分度值为0.1V，电压表示数U=1.1V；
灯泡两端的电压为1.1V，小于额定电压2.5V，要使灯泡两端的电压增大应增大电路中的电流，根据欧姆定律可知应减小电路中的总电阻即减小滑动变阻器接入电路的电阻，滑片P应向左移动．
（4）由图3知，U=2.5V时，通过灯泡的电流I=0.25A，则
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
由图象可知电压和电流的比值是变化的即灯泡的电阻是变化的，原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以通过小灯泡的电流不与其两端的电压成正比．
故答案为：
（1）断开；最大处；保护电路；
（2）灯泡的灯丝断了（或连接灯泡的导线断了）；
（3）0.16；1.1；左；
（4）0.625；小灯泡的电阻随温度的升高而增大．
分析：（1）根据电路图连接实物图时，开关处于断开状态，避免连接完最后一根导线，电路中就有电流，可能会损坏电路元件；滑动变阻器的滑片处于b端，连入电路的阻值最大，电流最小，对电路起到保护作用；
（2）电压表有示数，说明与电压表两接线柱连接的电路是通路，调节滑动变阻器且电流表无示数，说明电路断路，从而判断出故障的可能原因；
（3）根据电表的量程和分度值读出两电表的示数，额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，要使灯泡两端的电压由1.1V增大到2.5V，应使电路中电流增大，即减小滑动变阻器的接入电阻，则可知滑片的移动方向；
（4）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据图3读出灯泡的额定电流，再根据P=UI求出灯泡的额定功率；图象不是直线说明电压与电流的比值即电阻是变化的，可以从影响电阻大小的因素进行分析．
点评：本题考查了探究灯泡额定功率的实验，涉及到了电路连接时注意的事项、电路故障的判断、电表的读数、滑动变阻器的正确使用、欧姆定律和电功率的计算等，关键是知道额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等以及分析图象得出灯泡电阻与温度的关系，虽然涉及的知识点较多，但都是基本内容，所以平时要多注意基础知识的学习．