Question

18．在“測(cè)定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω，可供選用的滑動(dòng)變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10Ω、50Ω，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示．
（1）實(shí)驗(yàn)原理是P=UI．（用公式表示）
（2）實(shí)驗(yàn)應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是R₂（填“R₁”或“R₂”）．
（3）電路正確連接后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，接下來(lái)應(yīng)進(jìn)行的操作是C
A．更換小燈泡 B．檢查電路是否斷路 C．向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片 D．向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片
（4）如圖乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪成的UI圖象．根據(jù)圖象提供的信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，小燈泡的電阻將變大．
（5）當(dāng)小燈泡兩端的實(shí)際電壓為額定電壓一半時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率P_實(shí)大于$\frac{1}{4}$P_額．

Answer 1

分析 （1）伏安法測(cè)量燈泡電功率的原理是P=UI．
（2）滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)．根據(jù)測(cè)量電路電壓特點(diǎn)，求出燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電壓，求出滑動(dòng)變阻器的電阻．
（3）燈泡不亮，電流表有示數(shù)，燈泡可能短路或電流太小．如果再移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，燈泡還不發(fā)光，電流也不變時(shí)，燈泡短路；如果移動(dòng)滑片，燈泡變亮，電流表示數(shù)變大，說(shuō)明電流太�。�所以接下來(lái)移動(dòng)滑片，使總電阻減小，確定燈泡不亮的原因．
（4）根據(jù)圖象獲得燈泡為2.5V時(shí)的電流，根據(jù)P=UI，計(jì)算額定功率．滑片左移，滑動(dòng)變阻器接入電路的長(zhǎng)度變短，電阻變小，總電阻變小，電路電流增大，燈泡電壓增大，溫度升高，燈絲電阻增大．
（5）根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析．

解答 解：（1）測(cè)量燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)原理：P=UI；
（2）燈泡正常工作時(shí)，I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，滑動(dòng)變阻器電壓為：U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑動(dòng)變阻器電阻為：R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω．故選擇滑動(dòng)變阻器R₂．
（3）電流表有示數(shù)，燈泡不亮，首先通過(guò)左移滑片，減小電路電阻，增大電路電流，來(lái)判斷燈泡短路還是電路電流太小造成的燈泡不亮，故選C．
（4）由圖象找到燈泡2.5V的電流為0.2A，故燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
左移滑片，滑動(dòng)變阻器電阻減小，總電阻減小，電流增大，燈泡電壓增大，燈絲溫度升高，電阻增大．
（5）當(dāng)電阻不變時(shí)，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓變?yōu)樵瓉?lái)的一半，功率變?yōu)樵瓉?lái)的四分之一，由于燈泡的電阻是變化的，當(dāng)電壓減小時(shí)，功率減小，電阻也減小，故
當(dāng)小燈泡兩端的實(shí)際電壓為額定電壓一半時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率P_實(shí)大于 $\frac{1}{4}$P_額．
故答案為：（1）P=UI；（2）R₂；（3）C；（4）0.5；大；（5）大于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器的使用和規(guī)格的選擇、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用等，這些知識(shí)點(diǎn)是伏安法測(cè)功率中最常見(jiàn)的內(nèi)容，也是�？嫉膬�(nèi)容．