Question

【題目】小寶同學(xué)要測量一個小燈泡的電功率，已知電源電壓是6V，小燈泡的額定電壓是2.5V，燈絲電阻大約為10Ω，滑動變阻器的規(guī)格有A“10Ω1A”，B“20Ω 1.5A”

（1）為了測小燈泡的額定功率，滑動變阻器應(yīng)選________（選填“A”或“B”）。請用筆畫線代替導(dǎo)線幫小寶同學(xué)將圖甲中的實(shí)物圖連接完整，要求：滑片向右移動時燈變亮。

（2）故障排除后，為了測出小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為_____V，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為_________W。

（3）為了考察同學(xué)們的能力，老師拿來了一個已知額定電流為0.2A，但額定電壓未知的小燈泡，一個已知阻值為R的電阻和兩個開關(guān)S1、S2，利用上面的部分器材為同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路來測量小燈泡的額定功率，請你將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整；

①_____________（填開關(guān)S、S1、S2的通斷情況），調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為__；

②閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，__________________（選填“適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片”“保持滑動變阻器的滑片不動”），讀出電壓表的示數(shù)為U；

③燈泡額定功率的表達(dá)式為：P=_______________．

Answer 1

【答案】 B 2.5 、 0.95 閉合開關(guān)S、S 0.2R 保持滑動變阻器的滑片不動 0.2A×（U﹣0.2R）

【解析】（1）電源電壓是6V，小燈泡的額定電壓是2.5V＜3V，燈絲電阻大約為10Ω，燈正常工作時的電流大小：I=UL/RL＝2.5V/10Ω=0.25A＜0.6A，電流表選用小量程，燈正常發(fā)光時，變阻器分得的電壓U滑 =U-UL =6V-2.5V=3.5V，變阻器連入電路中的電阻：R滑 =U滑/I＝3.5V/0.25A=14Ω，考慮到電阻和變阻器允許通過的最大電流，應(yīng)選用B規(guī)格的變阻器；因要求滑片向右移動時燈變亮，即電流變大，電阻變小，即滑片以右電阻絲連入電路中，電流表、電壓表選用小量程，電流表串聯(lián)在電路中，電壓表與燈并聯(lián)，如下所示：

（2）燈在額定電壓下的功率為額定功率，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，圖中電流表分度值為0.02A，示數(shù)為0.38A，則小燈泡的額定功率PL =UL I=2.5V×0.38A=0.95W；泡額定電壓為3.8V，電壓表選0～15V量程，把滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，實(shí)物電路圖如圖所示：

（3）①只閉合開關(guān)S、S1 ，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為 0.2A×R；

②閉合開關(guān)S、S2 ，斷開S1 ，保持滑動變阻器的滑片不動，讀出電壓表的示數(shù)為U；

③在上面的操作過程中，電路的連接關(guān)系不變，滑片的位置不動，各用電器的電壓不變，燈仍正常發(fā)光，故燈的額定電壓為UL額 =U-0.2A×R，燈泡額定功率的表達(dá)式為：P=IL額 ×UL額 =0.2A×（U-0.2A×R）。