Question

【題目】王剛同學做測定“小燈泡的電功率”實驗時，所用器材有電壓為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡，以及符合實驗要求的滑動變阻器、電表、開關和導線若干．
（1）請你根據圖甲中的電路圖，用筆畫線代替導線，將圖乙中的實物電路連接完整（要求滑動變阻器的滑片向左移燈變亮）；
（2）王剛連接好電路后，閉合開關，移動滑片，發現小燈泡始終不亮，且電壓表有示數，電流表無示數，則故障原因可能是（寫一條即可）；
（3）王剛排除故障后閉合開關，移動滑片P到某處，電壓表的示數為2.2V，要測量燈泡的額定功率，應將滑片P向端滑動（選填“左”或“右”）；
（4）王剛通過移動滑片P，分別記下了多組對應的電壓表和電流表的讀數，并繪制成了圖丙所示的U﹣I圖象．根據U﹣I圖象提供的信息，計算出小燈泡額定功率為W，當加在小燈泡兩端的電壓為1.5V時，通電1min小燈泡消耗的電能是J；
（5）在測完小燈泡的功率之后，王剛接著探究“電流與電阻的關系”．他將原電路中的小燈泡取下，并先后換接阻值分別為5Ω、10Ω和20Ω的定值電阻，實驗中若保持電壓表的示數為2V不變，為完成以上實驗，則滑動變阻器的最大阻值應不小于Ω．

Answer 1

【答案】
（1）解：如圖：

（2）燈泡斷路
（3）A
（4）0.5；13.5
（5）40
【解析】解：（1）將電壓表并聯在燈泡兩端，由滑動變阻器的滑片向左移燈變亮，將滑動變阻器的A接線柱與小燈泡左端接線柱相連，如圖： ；（2）電流表無示數，說明電路斷路，電壓表于燈泡并聯，有示數，說明燈泡之外的電路沒有斷路，又因為燈泡不亮，所以燈泡斷路；（3）移動滑片P到某處，電壓表的示數為2.2V，燈泡兩端電壓小于額定電壓，所以滑動變阻器的滑片應向A端移動，以增大燈泡兩端的電壓，直至電壓表示數達到燈泡的額定電壓2.5V為止；（4）由圖丙知，當U=2.5V時，I=0.2A，所以P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
當加在小燈泡兩端的電壓為1.5V時，小燈泡的電流為0.15A，
通電1min小燈泡消耗的電能：W=UIt=1.5V×0.15A×1×60s=13.5J；（5）電源電壓為6V，定值電阻兩端電壓為2V，則滑動變阻器分壓為6V﹣2V=4V，
當接入20Ω電阻時，由串聯電路特點知：IR=I滑 ，
由歐姆定律有： = ，即： = ，解得：R滑=40Ω，即變阻器最大阻值應不小于40Ω．
所以答案是：（1）如上圖；（2）燈泡斷路；（3）A；（4）0.5；13.5；（5）40．