Question

20．在“測(cè)定小燈泡的電功率”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左右，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1所示．
（1）請(qǐng)你檢查一下電路，把接錯(cuò)的那一根導(dǎo)線找出來，打上“×”，再用筆畫線把它改到正確的位置上．
（2）實(shí)驗(yàn)應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是R₂（選填“R₁”或“R₂”）．電路正確連接后，小明閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表、電壓表均有示數(shù)，接下來他首先應(yīng)進(jìn)行的操作是C（選填字母序號(hào)）
A．檢查電路是否斷路     B．更換小燈泡
C．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光
（3）如圖2是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪成的I-U圖象．根據(jù)圖象可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W．
（4）在做完這個(gè)實(shí)驗(yàn)后，小麗同學(xué)想接著使用這個(gè)電路順便來探究“電流與電壓的關(guān)系”，她的想法是否可行？為什么？不可行；燈泡電阻隨溫度變化的，不是定值．

Answer 1

分析 （1）測(cè)燈泡電功率，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，測(cè)燈泡兩端電壓，分析圖示電路圖，然后答題．
（2）知道燈泡額定電壓和電阻，求出燈泡額定電流．
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．
電流表和電壓表均有示數(shù)，則應(yīng)排除短路和斷路，燈泡不亮，可能由于實(shí)際功率太小引起；
（3）根據(jù)圖象確定2.5V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流值，由P=UI計(jì)算出小燈泡的額定電功率．
（4）要探究電流與電壓的關(guān)系，應(yīng)保持電阻不變，根據(jù)燈絲電阻隨溫度的升高而增大的特點(diǎn)分析即可．

解答 解：（1）電壓表應(yīng)與小燈泡并聯(lián)，并與電流表串聯(lián)，電路如圖所示：
    
（2）電源電壓U=6V，燈泡正常工作時(shí)，燈泡額定電壓U_燈=2.5V，與燈串聯(lián)的滑動(dòng)變阻器分壓U_滑=6V-2.5V=3.5V，
燈泡電阻約R_燈=10Ω，電路電流I=$\frac{{U}_{燈}}{{R}_{燈}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，滑動(dòng)變阻器電阻R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₂．
閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表、電壓表均有示數(shù)，則可能是由于此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值太大，使燈泡兩端的電壓太低而造成實(shí)際功率太小造成，所以接下來首先應(yīng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光，C正確；
（3）由圖2知，當(dāng)U=2.5V時(shí)，I=0.2A，所以額定電功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）要探究電流與電壓的關(guān)系，應(yīng)保持電阻不變，由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，不是定值，所以不能用此電路來探究電流與電壓的關(guān)系．
故答案為：（1）見上圖；（2）R₂；C；（3）0.5；（4）不可行；燈泡電阻隨溫度變化的，不是定值．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、修改電路圖、電路故障分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等問題；滑動(dòng)變阻器規(guī)格的選擇：選擇滑動(dòng)變阻器要考慮滑動(dòng)變阻器的電阻和電流，滑動(dòng)變阻器的電阻在電路是否夠用，但又不能太大；滑動(dòng)變阻器允許通過的電流大于電路最大電流．在該實(shí)驗(yàn)中還要會(huì)根據(jù)圖象或數(shù)據(jù)確定燈泡的額定電壓和電流，根據(jù)P=UI計(jì)算其額定電功率．