Question

17．在測量“小燈泡電功率”的實驗中，小明所在的實驗小組用的電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω，有兩個規(guī)格分別為：“5Ω1A”、“20Ω2A”的滑動變阻器可供選擇．
（1）本實驗中應(yīng)該選擇規(guī)格為“20Ω2A”的滑動變阻器．
（2）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖甲中將實物電路補充完整． （導(dǎo)線不能交叉）
（3）連好電路，閉合開關(guān)后，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)（如圖乙）為2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向B （選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（4）實驗過程中，若小燈泡發(fā)生短路，則下列判斷正確的是C
A．電壓表有示數(shù)    B．小燈泡可能被燒壞
C．電流表有示數(shù)    D．電壓表和電流表都沒有示數(shù)
（5）小麗同學(xué)移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W．
（6）實驗結(jié)束后，小明整理實驗器材時，發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的BP部分比PC部分熱，這是因為BP部分與PC部分串聯(lián)，電流相等，并且BP部分比PC部分電阻大，根據(jù)焦耳定律可知，在通電時間相等的情況下，BP部分產(chǎn)生的熱量多．

Answer 1

分析 （1）已知燈泡額定電壓和電阻的大約值，根據(jù)歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的阻值，據(jù)此判斷滑動變阻器的規(guī)格；
（2）根據(jù)燈泡的額定電流確定電流表的量程，并將電流表與電源、燈泡串聯(lián)連接；
（3）根據(jù)電壓表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表的示數(shù)；比較電壓表示數(shù)與燈泡額定電壓的關(guān)系，即要使燈泡正常工作，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�。�
（4）燈泡短路時，電路中的總電阻變小，總電流變大，燈泡中沒有電流通過；
（5）根據(jù)I-U圖象讀出電壓表為2.5V時對應(yīng)的電流，然后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（6）根據(jù)焦耳定律進(jìn)行分析．

解答 解：
（1）燈泡正常發(fā)光時，電路中的電流：I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
此時滑動變阻器接入電路的阻值：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.25A}$=8Ω，大于滑動變阻器“5Ω 1A”的最大阻值，因此應(yīng)選規(guī)格為“20Ω 2A”的滑動變阻器；
（2）將電流表的負(fù)接線柱與電源負(fù)極相連，如下圖所示：

（3）電壓表使用0～3V量程，每一個大格代表1V，每一個小格代表0.1V，電壓為2V；
要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從2V增大到2.5V，由I=I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$可知，電路的電流要增大，總電阻要減小，滑動變阻器的電阻要減小，滑片應(yīng)向B端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（4）燈泡短路時，電壓表也被短路，電壓表、燈泡中都沒有電流通過，但電路中的總電阻變小，電流變大，因此電流表示數(shù)變大，燈泡和電壓表均完好，故選C；
（5）根據(jù)圖丙可知，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時，電路中的電流為0.2A，
故燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（6）由圖可知，BP部分與PC部分串聯(lián)，電流相等，并且BP部分比PC部分電阻大，根據(jù)焦耳定律可知，在通電時間相等的情況下，BP部分產(chǎn)生的熱量多．
故答案為：（1）“20Ω  2A”；（2）見上圖；（3）2；B；（4）C；（5）0.5；
（6）BP部分與PC部分串聯(lián)，電流相等，并且BP部分比PC部分電阻大，根據(jù)焦耳定律可知，在通電時間相等的情況下，BP部分產(chǎn)生的熱量多．

點評 本題考查了滑動變阻器的選擇、實物電路的連接、電流表的讀數(shù)、故障分析、功率計算以及從圖象獲取信息的能力，從圖象中獲取信息屬于中招的熱點，一定要掌握這種能力．