Question

19．小明做“測定小燈泡的電功率”的實驗，所用器材有電壓為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡，電流表、電壓表、開關(guān)、導(dǎo)線和規(guī)格“50Ω 1A”和“10Ω 1.5A”的兩種滑動變阻器．圖甲是小明還沒有連接完成的實物電路．

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，幫小明將實物圖甲中的電路連接完整．
（2）小明正確連接電路后閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，但電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障的原因可能是小燈泡（選填“小燈泡”或“滑動阻器”）出現(xiàn)斷路．
（3）排除故障后閉合開關(guān)S，將滑動變阻器的滑片P移至某點時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，電壓表的示數(shù)為2.2V．要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向B（選填“A”或“B”）滑動．
（4）小明通過移動滑片P，分別記下了多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成了如圖丙所示的U-I圖象．根據(jù)圖象可知，當加在小燈泡兩端的電壓為1.5V時，小燈泡的電阻是10Ω．
（5）為順利完成實驗，在實驗中應(yīng)選用規(guī)格為“50Ω1A”的滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表的量程，將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；
（2）常見的電路故障有斷路與短路兩種，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（3）電壓表示數(shù)小于燈泡額定電壓，為使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，增大燈泡電壓，根據(jù)電路圖確定滑片的移動方向．
（4）根據(jù)圖乙讀出燈泡正常發(fā)光時，燈泡的額定電流，然后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率，；
根據(jù)圖乙讀出燈泡兩端電壓為1.5V時對應(yīng)的電流，然后根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出小燈泡此時的阻值；
（5）根據(jù)串聯(lián)電路特點，由歐姆定律經(jīng)過計算確定使用哪個滑動變阻器．

解答 解：（1）燈泡額定電壓是2.5V，電壓表應(yīng)選0～3V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，電路圖如圖所示：

（2）燈泡不亮，故障可能是電路斷路，也可能是燈泡短路；
電流表無示數(shù)，說明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連；因此故障為燈泡斷路．
（3）由圖知電壓表的量程為0-3V，分度值為0.1V，電壓表的示數(shù)為2.2V，電壓表示數(shù)小于燈泡額定電壓，由電路圖可知，向B移動滑動變阻器滑片，滑動變阻器接入電路的阻值變小，燈泡兩端電壓變大．
（4）根據(jù)圖丙可知，當燈泡兩端電壓為1.5V時，通過燈泡的電流為0.15A，故此時燈絲的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω；
（5）燈泡正常發(fā)光時U_燈=2.5V，I_燈=0.25A，滑動變阻器電壓U_滑=U-U_燈=6V-2.5V=3.5V，
滑動變阻器阻值R_滑動=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{燈}}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，所以應(yīng)選擇規(guī)格為“20Ω 1A”的滑動變阻器．
故答案為：（1）如圖所示；（2）小燈泡；（3）2.2；B；（4）10；（5）“50Ω 1A”．

點評 本實驗考查了電壓表量程的選擇、實物電路的連接、根據(jù)圖象得出有用信息的能力；由I-U圖象找出電壓對應(yīng)的電流，熟練應(yīng)用歐姆定律計算公式的應(yīng)用是正確解題的關(guān)鍵．