Question

【題目】小紅做“測量小燈泡的電功率”的實驗，電源電壓保持不變，實驗器材齊全且完好，小燈泡的額定電流為0.2A，額定電壓值看不清楚。

（1）小紅正確串聯實驗器材，并將滑片放置于變阻器的一端，然后將電壓表并聯在電路中。閉合開關后，兩電表的示數如圖所示，在移動變阻器的滑片到另一端的過程中，觀察到電流表的示數逐漸增大，但始終小于0.6A，而電壓表的示數始終保持不變，則她在連接電路時存在的問題是___________。

（2）思考后小紅重新實驗，她正確連接電路，操作步驟正確，閉合開關后，發現兩電表指針所指的刻度仍與圖所示一致。繼續移動變阻器的滑片，當電流表的示數為0.2A時，變阻器的滑片恰好位于中點位置，此時小燈泡正常發光，則小燈泡的額定電壓是________V，額定功率為_______W。

（3）滑動變阻器在該實驗中可以起到保護電路的作用，而且還可以起到________作用。

Answer 1

【答案】 電壓表與電源并聯（或電壓表并聯在電源兩端、電壓表接在電源兩端） 2.5 0.5 改變燈泡兩端的電壓（或改變電路中的電流，從而改變燈泡兩端的電壓）

【解析】（1）閉合開關，電壓表與電流表都有示數，移動滑動變阻器滑片電流表示數發生變化，電路電流變化，如果如果電壓表連接正確，并聯在待測電阻兩端，則電壓表示數應該變化，而現在電路電流變化，電壓表示數不變，說明電壓表測的不是待測電阻兩端的電壓，而是測電源電壓，電壓表與電源并聯（或電壓表測電源電壓、電壓表接在電源兩端）；

（2）思考后小紅重新實驗，她正確連接電路，操作步驟正確，說明電壓表并聯在燈的兩端，變阻器連入電路中的電阻最大，閉合開關后，發現兩電表指針所指的刻度仍與圖所示一致，根據串聯電路電壓的規律，此時電壓表的示數一定小于（1）中的電壓表示數，故此時電壓表示數按小量程讀數，分度值為0.1V，示數為U1=1.5V，（1）中電壓表按大量程讀數（分度值為0.5V），故電源電壓為7.5V；因電路中電阻最大，電路中電流最小，應小于（1）中的0.6A，故按電流表小量程讀數（分度值為0.02A），示數為I1 =0.12A；根據串聯電路電壓的規律，變阻器的電壓：U滑 =U-U1 =7.5V-1.5V=6V，根據串聯電路電流的規律結合歐姆定律，變阻器的最大電阻：R滑 =U滑/I1＝6V/0.12A=50Ω；繼續移動變阻器的滑片，當電流表的示數為0.2A時，變阻器的滑片恰好位于中心位置，此時變阻器連入電路中的電阻：R_中 =50Ω/2=25Ω，此時小燈泡正常發光，電路中的電流為I=0.2A；

由歐姆定律I=U/R，變阻器的電壓：U滑中=R中 I=25Ω×0.2A=5V，由串聯電路電壓的規律，因此時小燈泡正常發光，燈的額定電壓：U額定 =U-U滑中 =7.5V-5V=2.5V；燈的額定功率：P額 =U額定 I=2.5V×0.2A=0.5W；

（3）滑動變阻器在該實驗中可以起到保護電路的作用，而且還可以起到：改變燈泡兩端的電壓（或改變電路中的電流，從而改變燈泡兩端的電壓）的作用。