Question

【題目】實驗室有規格為“2.5V 0.75W”的小燈泡，小張利用其中一只小燈泡做“測量小燈泡電功率”的實驗，所用滑動變阻器的規格為“50Ω 1A”．

（1）請你用筆畫線代替導線，幫小張將圖甲中的電路連接完整，要求滑片P向左移動時，電壓表的示數要變大．
（2）小張連接完電路后閉合開關，發現電壓表的示數接近電源電壓，反復移動滑動變阻器的滑片P，電壓表的示數基本不變．發生故障的原因可能是滑動變阻器或者燈泡 ． （均選填“短路”或“斷路”）
（3）排除故障后，小張移動滑動變阻器的滑片P，將三次實驗時電壓表和電流表的示數記錄到表中；當電壓表的示數為2.5V時，電流表示數如圖乙，其讀數為A，此時小燈泡的電功率為W；

次數	第一次	第二次	第三次
電壓/V	2	2.5	2.8
電流/A	0.34		0.42

（4）小張查看了小燈泡的說明書，了解到生產這批小燈泡鎢絲的長度是一定的．分析實驗數據，可推測這個小燈泡內鎢絲的橫截面積與合格產品相比是 ． （選填“變大了”或“變小了”）
（5）小張在實驗過程中調節滑動變阻器時還應該注意的是眼睛要觀察的示數．
（6）另外一位同學還想探究電流與電阻的關系，于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R，并使電壓表的示數始終保持2V不變，多次更換阻值不同的定值電阻R，記錄各次電流表的示數．在不更換其他器材的情況下，為了能夠完成實驗，他更換的定值電阻R的阻值不能大于Ω．

Answer 1

【答案】
（1）解：滑動變阻器要按“一上一下”的方式串聯接入電路，要使滑片P向左移動時，電壓表的示數要變大，

滑動變阻器接入電路的電阻應減小，故應將滑動變阻器的左下接線柱與開關的右接線柱連接即可，如圖所示：

（2）短路；斷路
（3）0.4；1
（4）變大了
（5）電壓表
（6）100
【解析】解：（2）當滑動變阻器短路時，電壓表測燈泡兩端的電壓，即電源電壓，反復移動滑動變阻器的滑片P，電壓表的示數基本不變，符合題意；
當滑動變阻器斷路時，電壓表示數為0，反復移動滑動變阻器的滑片P，電壓表的示數基本不變，仍然為零，不符合題意；
當燈泡斷路時，電壓表串聯在電路中，兩接線柱與電源兩極連接，測量電源電壓，反復移動滑動變阻器的滑片P，電壓表的示數基本不變，符合題意；
當燈泡短路時，電壓表示數為0，反復移動滑動變阻器的滑片P，電壓表的示數基本不變，仍然為零，不符合題意；故發生故障的原因可能是滑動變阻器短路或者燈泡斷路．（3）由圖乙可知，電流表選擇的量程是0～0.6A，其分度值為0.02A，示數為0.4A，
則小燈泡的電功率：P=UI=2.5V×0.4A=1W；（4）由I= 得，小燈泡的電阻：
R= = =6.25Ω，
而燈泡額定電壓是2.5V，額定功率為0.75W，
由P= 得，正常發光時的電阻：
R′= = ≈8.3Ω，
燈泡正常發光時的實際電阻小于理論值，因此小燈泡內鎢絲的橫截面積與合格產品相比是變大了；（5）閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，眼睛應注視電壓表的示數，使燈泡兩端電壓等于燈泡額定電壓為止，
此時燈泡的實際功率才等于燈泡額定功率，因此眼睛要觀察 電壓表的示數．（6）由實物電路可知，電源電壓為3V，電阻兩端電壓為2V，滑動變阻器兩端的電壓為1V，
定值電阻兩端電壓是滑動變阻器兩端電壓的兩倍，定值電阻阻值是滑動變阻器接入電路的阻值的兩倍，
滑動變阻器最大阻值為50Ω，因此定值電阻R的最大值為100Ω．
所以答案是：（1）見上圖；（2）短路；斷路；（3）0.4；1；（4）變大了；（5）電壓表；（6）100．