Question

【題目】小莫同學做“測量小燈泡電功率”實驗中，所用電源電壓恒為4V．小燈泡的螺旋套上標有“2.5V”字樣，其額定功率小于1W，滑動變阻器的規格是“10Ω 1A”
（1）請你根據圖1甲電路圖用筆畫線代替導線，將圖1乙中未完成的電路連接好．要求：滑動變阻器的滑片向右移動時，連入電路的阻值變大，導線不能交叉；
（2）連接電路后閉合開關，發現電壓表和電流表均無示數，燈泡不亮，移動滑片時電壓表和電流表仍然沒有示數，燈泡不亮．電路的故障可能是；
A.燈泡短路
B.滑動變阻器短路
C.燈泡斷路
D.滑動變阻器斷路
（3）電路故障排除后，閉合開關，調節滑動變阻器滑片到某一位置時，電壓表示數如圖2甲所示，現要測定小燈泡的額定功率，應將滑片適當地向（選填“左”或“右”）移動，使電壓表的示數為2.5V，此時電流示數如圖2乙所示，那么燈泡的額定功率是W；
（4）小莫想利用這些器材研究電流和電阻的關系，小莫找到幾個定值電阻，阻值分別是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，他用5Ω的電阻替換電路中的小燈泡，移動滑片使電壓表示數為2.5V，記錄電流表示數，又換上10Ω的電阻，移動滑片，使電壓表示數為V，此時電流表的示數應為A；
（5）當小莫用20Ω的電阻進行實驗時，發現電壓表的示數始終不能調到2.5V，聰明的小莫想到了解決辦法，他將其中一個定值電阻串聯接入電路后，既可以用20Ω的電阻完成實驗，又可以用30Ω的電阻完成實驗，他選擇的定值電阻是Ω．

Answer 1

【答案】
（1）解：實物電路圖如圖所示：

（2）D
（3）右；0.75
（4）2.5；0.25
（5）10
【解析】解：（1）滑動變阻器的滑片向右移動時，連入電路的阻值變大，滑動變阻器應接左下接線柱，根據電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示： ；（2）若小燈泡兩端短路，則移動滑片時燈泡不亮，電壓表并聯在燈泡兩端；則電壓表示數為零，
若是A，燈泡短路，則電路是通路，現象應是電流表有示數，而不是電流表沒有示數．若電流表，電壓表都沒示數，則變阻器斷路時，電路不是閉合回路，無電流，兩表無示數；
若滑動變阻器短路，燈泡斷路、電壓表并聯在燈泡兩端；則電壓表示數不為零，故D符合題意；（3）由圖可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，由圖4可知，燈泡兩端的電壓為2.8V，
為測額定功率，燈兩端電壓應為2.5V，根據串聯電路電阻的分壓特點可知滑動變阻器分得的電壓較小，應增大滑動變阻器兩端電壓，所以應向右移動滑片，直到電壓表示數為2.5V為止．
當燈泡兩端的電壓為2.5V時，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，由圖5可知，通過燈泡的電流為0.3A，則燈泡的額定功率：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．（4）研究電流和電阻的關系應控制電壓不變，他用5Ω的電阻替換電路中的小燈泡，移動滑片使電壓表示數為2.5V，記錄電流表示數，又換上10Ω的電阻，根據分壓原理，電壓表示數變大，故要移動滑片，使電壓表示數為2.5V，此時電流表的示數應為：
I′= =0.25A；（5）當小莫用20Ω的電阻進行實驗時，發現電壓表的示數始終不能調到2.5V，說明滑動變阻器的最大阻值偏小，所以應該跟電路串聯一個電阻R2；①此時再用20Ω的電阻完成實驗，電路中的電流為：
I= =0.125A，
滑動變阻器和電阻R2分得的電壓：
U′=4V﹣2.5V=1.5V，
則滑動變阻器和電阻R2的總電阻：
R滑+R2= = =12Ω，則串聯定值電阻的阻值最多為12Ω；②用30Ω的電阻完成實驗時，此時電路中的電流為：
I= = = A，
R滑+R串= ═18Ω，所以串聯定值電阻的最小阻值為：R串=18Ω﹣R滑=18Ω﹣10Ω=8Ω；
所以，串聯定值電阻的范圍為8Ω～12Ω，結合題中的定值電阻可知，只能選擇10Ω的電阻串聯在電路中．
所以答案是：（1）見上圖；（2）D；（3）右；0.75；（4）2.5；0.25；（5）10．
【考點精析】本題主要考查了歐姆定律及其應用的相關知識點，需要掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）才能正確解答此題．