Question

一個額定電壓是2.5?V的小燈泡，正常工作時的電阻約為8Ω．小明想測量它的額定功率．實驗室有如下器材：電源（電壓恒為6?V）、電流表、電壓表、開關各1個，規格分別為“10Ω  1?A”和“50Ω  0.5?A”的滑動變阻器2個，導線若干．
（1）小明設計了如圖甲所示電路，他應選用規格為

“50Ω0.5A”

 的滑動變阻器．
（2）圖乙是小明根據電路圖連接的實物圖，閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡不亮，經檢查是由于一根導線連接錯誤，請你在圖乙中連接錯誤的導線上打“×”并補畫出正確的連線．
（3）改正后，小明連接好最后一根導線，燈泡立即發出明亮耀眼的光，并很快熄滅，檢查后發現連線正確，請你找出她在實驗中兩個操作不當之處是：
①

連接電路時沒有斷開開關

；②

滑動變阻器的滑片沒有置于最大阻值處

．
（4）換上同樣規格燈泡，正確連線后，繼續實驗．當電壓表的示數為2.5?V時，電流表的示數如圖丙所示為

0.32

A，小燈泡的額定功率是

0.8

W．
（5）實驗結束后，小明整理實驗器材時，發現滑動變阻器的AP部分比PD部分熱，這是因為

AP部分的電阻比PD部分的電阻大

．

Answer 1

分析：（1）由歐姆定律求出燈泡正常發光時的電流，由串聯電路特點求出燈泡正常發光時滑動變阻器兩端的電壓，然后由歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值，根據該阻值選擇滑動變阻器．
（2）電壓表應并聯在燈泡兩端，電壓表不能串聯接入電路．
（3）連接完最后一根導線，燈泡立即發出明亮耀眼的光，說明連接完最后一根導線，電路立即接通且電路電阻阻值很小，可從連接電路的注意事項入手分析原因．
（4）由圖示電流表確定其量程與分度值，讀出其示數，然后由P=UI求出燈泡額定功率．
（5）分析電路圖，根據電路結構分析答題．

解答：解：（1）燈泡正常發光時，通過其的電流約是I=

U

R

=

2.5V

8Ω

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

U

R

，
∴滑動變阻器接入電路的電阻R=

U滑

I

=

3.5V

0.3A

≈11.7Ω＞10Ω，所以應選擇“50Ω 0.5A”的滑動變阻器；
（2）由圖乙所示電路圖可知，電壓表串聯在電路中，電壓表連接錯誤，電壓表應并聯在燈泡兩端，電路圖如圖1所示；

（3）連接好最后一根導線，燈泡立即發出明亮耀眼的光并很快熄滅，說明連完最后一根線，電路立即接通且電路電流較大，電路阻值太小，原因是：①連接電路時沒斷開開關；②滑動變阻器沒調到最大阻值．
故答案為：①連接電路時沒斷開開關；②滑動變阻器的滑片沒有置于最大阻值處．
（4）由圖丙所示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.32A，燈泡額定功率為：
P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（5）滑動變阻器AP部分與PD部分串聯，通過它們的電流相同，通電時間相同，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部分所產生的電熱多，故滑動變阻器的AP部分比PD部分熱．
故答案為：（1）“50Ω  0.5A”；（2）電路圖如圖所示；（3）①連接電路時沒斷開開關；②滑動變阻器的滑片沒有置于最大阻值處；（4）0.32A；0.8W；（5）AP部分的電阻比PD部分的電阻大．

點評：本題考查了滑動變阻器的選擇、修改電路圖、電表讀數、求燈泡功率、作實驗電路圖等問題；對電表讀數時一定要先確定其量程與分度值，然后再讀數，讀數時視線要與電表刻度線垂直．