Question

2．莉莉用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)量小燈泡的額定功率，已知待測(cè)小燈泡額定電壓為4.5V，小燈泡額定功率約為1W，電源電壓恒為6V．
（1）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移至B（選填“A”或“B”）端；
（2）若有三個(gè)滑動(dòng)變阻器，規(guī)格分別為R₁（5Ω 2A ）、R₂ （20Ω 1A）、R₃（100Ω 0.1A），則應(yīng)選擇R₂（選填“R₁”、“R₂”或“R₃”）；
（3）將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表示數(shù)接近電源電壓，經(jīng)檢查燈泡是完好的，則故障可能是導(dǎo)線f（選填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”、“f”或“g”）出線故障．
（4）排除故障后，移滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的實(shí)數(shù)為4.5V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖2所示，則小燈泡額定功率的測(cè)量值為0.99W；
（5）若該燈泡被燒壞了，斷開開關(guān)后，某同學(xué)用規(guī)格為“4.5V 1.5W”的小燈泡代替已燒壞燈泡，閉合開關(guān)后，為使其兩端電壓達(dá)到額定電壓，應(yīng)讓滑動(dòng)變阻器的滑片向A端移動(dòng)（選填“位置不變”、“向A端移動(dòng)”或“向B端移動(dòng)”）．

Answer 1

分析 （1）閉合開關(guān)前，變阻器滑片應(yīng)置于最大阻值處；
（2）求出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，以及滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，根據(jù)提供的滑動(dòng)變阻器的最大電流和最大阻值進(jìn)行選擇；
（3）根據(jù)電壓表、電流表和燈泡的工作情況，結(jié)合電路的三種狀態(tài)，可對(duì)電路中可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)電流表的量程和分度值，讀出電流表的示數(shù)，再根據(jù)P=UI可計(jì)算電功率的大��；
（5）計(jì)算所換的燈泡的電阻值，與原燈泡的電阻相比較，再根據(jù)串聯(lián)分壓，可判斷滑片的移動(dòng)情況．

解答 解：（1）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于最大阻值處，即應(yīng)置于B端．
（2）由公式P=UI得，
燈泡正常工作時(shí)，電路中的電流：I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1W}{4.5V}$≈0.22A，所以變阻器R₃不合適；
燈泡正常工作時(shí)，兩端的電壓為4.5V，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為6V-4.5V=1.5V，
則變阻器的電阻為：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1.5V}{0.22A}$≈6.8Ω，所以變阻器R₁不合適；
因此在本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器是R₂；
（3）將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路為斷路；
電壓表示數(shù)接近電源電壓，說(shuō)明電壓表可以與電源的兩極接通．若經(jīng)檢查燈泡是完好的，則故障可能是導(dǎo)線f出現(xiàn)斷路．
（4）讀圖2可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，其示數(shù)為0.22A，則則小燈泡額定功率的測(cè)量值為P_額=U_額I′=4.5V×0.22A=0.99W．
（5）由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，R=$\frac{{U}^{2}}{P}$，額定電壓不變，新更換小燈泡的額定功率變大，則電阻變小，
由串聯(lián)分壓可知，同等情況下其分壓較小，閉合開關(guān)后，為使其兩端電壓達(dá)到額定電壓，應(yīng)讓滑動(dòng)變阻器的滑片向A端移動(dòng)，以減小變阻器的阻值，減小變阻器的分壓．
故答案為：（1）B；（2）R₂；（3）f；（4）0.99；（5）向A端移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了測(cè)量小燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)中，電路的連接、故障的判斷、元件的選擇、數(shù)據(jù)的計(jì)算等，綜合性強(qiáng)，有一定難度．