Question

为了测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率，现提供如下器材：电压表（量程有“0～3V”和“0～15V），电流

为了测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率，现提供如下器材：电压表（量程有“0～3V”和“0～15V），电流表（量程有“0～0．6A”和“0～3A”）。滑动变阻器（规格分别为“10Ω1A”、 “20Ω2A” “50Ω1.5A”），开关，学生电源和若干条导线。小芳同学连接完电路后闭合开关，把滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中，测得了几组数据，并描绘出如下图像。若灯泡电阻和电源电压在实验过程中不变，请解答下列问题： （1）下图为小芳实验连接的部分电路，请分析实验得到的图像，完成电路的连接。 （2）该灯泡的额定功率应当是 W，从实验数据来看，小明所用的电源电压是 V，所选的滑动变阻器的规格应当是 ；（3）快要结束实验时，他发现电流表和电压表的示数同时增大，可能原因是 。

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Answer 1

（2）1.25；4；50Ω1.5A；（3）灯泡短路

试题分析：（1）由图象知：电流表示数随电压表示数的减小而增大，说明电路电阻减小时，电压表并联部分电阻是减小的，即电压表与滑动变阻器并联，并且选择0～15V量程．电路连接如下； （2）①当电压表的示数为U 1 =3.5V时，电路中的电流I 1 =0.1A， 则电源的电压U=U 1 +I 1 R L =3.5V+0.1A×R L ，① 当电压表的示数为0时，电路中的电流I 2 =0.8A，则电源的电压U=I 最大 R L =0.8A×R L ，② 解由①②联立的方程得：R L =5Ω， 将灯泡电阻代入①得，电源电压为U=4V， ②灯泡正常工作时，滑动变阻器两端的电压U 滑 =U-U L 额 =4V-2.5V=1.5V， 有表格可知，灯泡的额定电流I L 额 =0.5A， 灯泡的额定功率P L 额 =U L 额 I L 额 =2.5V×0.5A=1.25W． ③由表格数据可知，当滑动变阻器两端的电压为U 1 =3.5V时，电路中的电流I 1 =0.1A， 滑动变阻器接入电路的阻值 故滑动变阻器的规格为50Ω 1.5A． （3）因为电流表示数增大是电路电阻减小，电压表与滑动变阻器并联，示数增大，不可能是滑动变阻器接入电路电阻增大，所以故障只能是灯泡短路． 所以答案为： （1）电路连接如下： （2）1.25；4；50Ω 1.5A； （3）灯泡短路． 点评：本题学生一般容易出错，电源的电压和滑动变阻器规格的确定都是难点，在类似的实验题目中，不直接告诉我们选择的量程，要根据相关的参数进行计算分析，考查了学生知识的综合运用和分析的能力．