某小组在“设计一个模拟调光灯”的活动中，现提供以下器材：直流电源（电压为4V）、电流表、电压表、小灯泡（2.5...

问题详情：

某小组在“设计一个模拟调光灯”的活动中，现提供以下器材：直流电源（电压为4V）、电流表、电压表、小灯泡（2.5V、0.3A）、灯座、开关、导线、多种规格的定值电阻、多种铅笔芯、金属回形针。设计要求：灯泡的亮度能在较大范围内连续调节且不能被烧坏。

（1）金属回形针可在铅笔芯上来回滑动，设计电路时可将铅笔芯与金属回形针的组合视为　   　。

（2）为了电路安全，需要从下列选项中选取一个合适的定值电阻作为保护电阻（　   　）

A.5Ω B.15Ω C.25Ω D.50Ω

（3）如图*所示为设计电路的一部分，请在虚线框内将电路图补充完整。

（4）连接好电路，闭合开关，无论怎样移动金属回形针，灯泡亮度的变化都很小，造成该现象的原因：　   　。

（5）重新调整好电路，闭合开关，移动金属回形针，可实现灯泡的亮度有较大变化。当电压表示数U＝2.0V时，电流表的示数I如图乙所示，I＝　   　A．小灯泡消耗的实际功率P＝　   　W．

【回答】

（1）滑动变阻器；（2）A；（3）如上图所示；（4）铅笔芯的最大阻值太小；（5）0.26；0.52。

【解析】

（1）金属回形针可在铅笔芯上来回滑动，设计电路时可将铅笔芯与金属回形针的组合视为滑动变阻器；

（2）由题知，电源电压为4V，小灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.3A，

则灯正常工作时，要分去的电压为：U′＝4V﹣2.5V＝1.5V，

由欧姆定律I＝可得，灯之外的电阻为：R＝＝＝5Ω，

为了电路安全，需要选取阻值为5Ω的定值电阻作为保护电阻，即选A；

（3）如图*所示为设计电路的一部分，将变阻器与定值电阻串联连入电路中，如下图所示：

（4）连接好电路，闭合开关，无论怎样移动金属回形针，灯泡亮度的变化都很小，说明电路中的电流变化很小，则电路的总电阻变化较小，造成该现象的原因：铅笔芯的最大阻值太小；

（5）当电压表示数U＝2.0V时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其示数I＝0.26A，

则小灯泡消耗的实际功率：P＝UI＝2.0V×0.26A＝0.52W。

【分析】（1）滑动变阻器是通过改变电阻丝连入电路的长度改变电路的电阻大小；

（2）已知电源电压和小灯泡的额定电压为2.5V及灯的额定电流为0.3A，灯正常工作时，由串联电路电压的规律得出要分去的电压，由欧姆定律求出灯之外的电阻，据此分析；

（3）根据要求，将变阻器与定值电阻串联连入电路中；

（4）连接好电路，闭合开关，无论怎样移动金属回形针，灯泡亮度的变化都很小，说明电路中的电流变化很小，则电路的总电阻变化较小，据此分析；

（5）根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P＝UI求出小灯泡消耗的实际功率。

本题考查对变阻器的认识、器材的选择、串联电路的规律及欧姆定律的运用、反常现象的分析、电流表读数和功率计算。

知识点：电功率单元测试

题型：实验,探究题