Question

2．用如圖所示的器材做“測量小燈泡的電功率”的實驗，小燈泡上標(biāo)有“2.5V”的字樣．

（1）請根據(jù)實驗?zāi)康模�用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖（甲）所示的實物連接成實驗電路．
（2）小劉正確連接電路并檢查無誤后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，立刻要求老師更換燈泡．小劉的做法是欠妥的，正確的做法應(yīng)該是調(diào)節(jié)滑動變阻器．
（3）解決了上述問題后，小劉發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光了．如果要使燈泡正常發(fā)光，小劉應(yīng)該調(diào)節(jié)滑動變阻器使燈泡連端電壓為2.5 V．
（4）小燈泡正常發(fā)光時，電流表的讀數(shù)如圖（乙）所示，則燈泡的額定功率為0.8W．
（5）若電源電壓為6V，實驗室提供的滑動變阻器有“10Ω 1.5A”和“20Ω 1A”兩種規(guī)格，則本實驗中應(yīng)選用規(guī)格為20Ω 1A的滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）首先畫出電路圖：測量燈泡的功率時，需要電壓表與燈泡并聯(lián)，測燈泡電壓．電流表與燈泡串聯(lián)時測燈泡電流．電源電壓高于燈泡額定電壓，需要燈泡與滑動變阻器串聯(lián)來分擔(dān)電壓．開關(guān)控制電路的通斷，串聯(lián)在電路中．
按照電路圖連接實物圖：從電源正極開始，依次串聯(lián)各元件，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．注意電壓表、電流表的量程，正負(fù)接線柱和連接方式，注意滑動變阻器接線柱選擇和連入電路的方式．
（2）連接正確，閉合開關(guān)，燈泡不亮，可能是電路電流太小，達(dá)不到燈泡發(fā)光的程度，可能是短路，可能是斷路，先通過移動滑片來判斷是什么故障．
（3）燈泡上標(biāo)有2.5V，表示燈泡正常工作時的電壓為2.5V，要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓為2.5V．
（4）電流表的讀數(shù)：首先確定使用的量程，然后確定每一個大格和每一個小格代表的示數(shù)．
知道額定電壓和額定電流，根據(jù)P=UI求額定功率．
（5）判斷滑動變阻器規(guī)則要從電流和電阻上考慮：滑動變阻器允許通過的最大電流大于電路最大電流，滑動變阻器最大阻值稍大于電路需要的滑動變阻器電阻．

解答 解：（1）首先設(shè)計電路圖：電壓表與燈泡并聯(lián)，測燈泡電壓．電流表與燈泡串聯(lián)，測燈泡電流．滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，分擔(dān)電壓．開關(guān)串聯(lián)在電路中，控制電路．

按照電路圖，從電源正極開始，依次連接開關(guān)、滑動變阻器、燈泡、電流表，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
燈泡額定電壓為2.5V，電壓表選擇0～3V．

（2）閉合開關(guān)，燈泡不亮，可能是電路電流太小，可能是燈泡短路，可能是燈泡斷路，先移動滑動變阻器的滑片，判斷是哪種電路故障．
（3）燈泡在2.5V下正常發(fā)光，所以使燈泡在2.5V下正常發(fā)光，所以調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，燈泡兩端的電壓為2.5V．
（4）電流表使用的0～0.6A量程，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流為0.32A．
P=UI=2.5V×0.32A=0.8W．
（5）燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓和電流的特點，
燈泡正常工作時，滑動變阻器的電壓為：U′=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
此時滑動變阻器的電阻為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.5V}{0.32A}$=10.9Ω，
“10Ω 1.5A”電阻太小，“20Ω 1A”電阻和電流都合適．所以選擇“20Ω 1A”滑動變阻器．
故答案為：（1）如圖所示；（2）調(diào)節(jié)滑動變阻器；（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器；2.5；（4）0.8；（5）“20Ω 1A”．

點評 本題考查了設(shè)計電路，連接實物，功率計算，滑動變阻器規(guī)格的選擇．滑動變阻器規(guī)格要從滑動變阻器電流和滑動變阻器阻值考慮：滑動變阻器電流大于電路電流，滑動變阻器電阻稍大于電路需要的滑動變阻器電阻，既能滿足電路需要，又能使測量準(zhǔn)確．