Question

2．如圖甲所示是小剛“測小燈泡電功率”的實驗電路．其中電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為l0Ω．滑動變阻器有A規(guī)格“l(fā)0Ω2A”、B規(guī)格“50Ω lA”可選．

（1）本實驗應該選擇B規(guī)格的滑動變阻器（選填“A”或“B”）．
（2）請用筆畫線代替導線將圖甲的實驗電路連接完整．開關閉合前，滑動變阻器的滑片P應位于B（選填“A”或“B”）端．
（3）閉合開關后，小剛發(fā)現電流表和電壓表有示數但都很小，且看不到小燈泡發(fā)光，其原因是滑動變阻器連入電路中的電阻太大，燈泡的實際功率很小．
（4）當變阻器滑片P移到某一位置時，電壓表示數如圖乙所示．要測小燈泡的額定功率，應將滑片P向A （選填“A”或“B”）端移動，使電壓表示數為2.5V，由如表中的數據可知小燈泡的額定功率為0.5W．移動滑片P到不同位置，讀出兩電表示數，并記錄在設計好的表格中，如表所示．該表格的設計存在一個明顯不當處，請你指出來：．

次數	1	2	3
U/V	2.0	2.5	3.0
I/A	0.18	0.2	0.22
P/W
發(fā)光情況
平均值

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據歐姆定律求出此時電路中的電流，根據串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的阻值即可選擇器滑動變阻器的規(guī)格；
（2）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯(lián)；為保護電路，在閉合開關前，應將滑片滑至最大阻值處；
（3）閉合開關后，小剛發(fā)現電流表和電壓表有示數但都很小，且看不到小燈泡發(fā)光，說明燈泡分得的電壓太小，電路中的電阻過大造成的；
（4）根據電壓表的量程和分度值讀出電壓表的示數，電壓表的示數小于燈泡的額定電壓，要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動變阻器的電阻要減小．燈泡只有在額定電壓下工作時的功率才是額定功率，額定功率不能求平均值．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓等于額定電壓U_L=2.5V，
根據歐姆定律可知，此時電路電流約為I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
此時滑動變阻器接入電路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，
所以本實驗中應該選擇規(guī)格為“50Ω  1A”的B滑動變阻器；
（2）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯(lián)，如圖所示：

為保護電路，在閉合開關前，應將滑片滑至最大阻值處，由圖可知，滑片應移至B處；
（3）閉合開關后，電流表和電壓表有示數但都很小，且看不到小燈泡發(fā)光，其原因是滑動變阻器連入電路中的電阻太大，燈泡的實際功率很小；
（4）電壓表使用0～3V量程，分度值為0.1V，電壓為1.8V；要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從1.8V增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動變阻器的電阻要減小，滑片向A端移動，使電壓表的示數為2.5V為止；
由表中數據可知，小燈泡的額定功率為：P_額=U_額I_額=2.5V×0.2A=0.5W；
燈泡電壓改變時，電功率發(fā)生改變，求電功率的平均值無意義，不應該有平均值一欄．
故答案為：（1）B；（2）如圖；B；（3）滑動變阻器連入電路中的電阻太大，燈泡的實際功率很��；（4）A；0.5；燈泡電壓改變時，電功率發(fā)生改變，求電功率的平均值無意義，不應該有平均值一欄．

點評 本題考查了滑動變阻器的選擇和串聯(lián)電路特點及歐姆定律的應用、電路現象的判斷、電壓表的讀數、滑動變阻器的使用等，關鍵是知道燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等且會根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程．