Question

在測(cè)量“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明所在的實(shí)驗(yàn)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(gè)規(guī)格分別為A：“5Ω　1A”、B：“20Ω　2A”的滑動(dòng)變阻器可供選擇．
（1）本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇規(guī)格為______的滑動(dòng)變阻器；在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于______狀態(tài)，電流表的量程應(yīng)選0～______A．
（2）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，按照電路圖將實(shí)物電路補(bǔ)充完整．（導(dǎo)線不能交叉）
（3）閉合開關(guān)前，圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于______（選填“A”或“B”）端．
（4）小剛同學(xué)閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為______V，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向______（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（5）實(shí)驗(yàn)過程中，若小燈泡接線柱發(fā)生短路，則下列判斷正確的是______
A．電壓表可能被燒壞　　　　　　　　　B．小燈泡可能被燒壞
C．電流表可能被燒壞　　　　　　　　　D．電壓表和電流表都沒有示數(shù)
（6）小麗同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)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(jì)算出小燈泡的額定功率是______W．

Answer 1

解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓等于額定電壓U_L=2.5V，根據(jù)歐姆定律可知此時(shí)電路電流約為I===0.25A，滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R_滑===8Ω，所以本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇規(guī)格為“20Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器；
在連接電路時(shí)，為保護(hù)電路，開關(guān)應(yīng)斷開；
燈泡的額定電流約為0.25A，所以電流表的量程為0～0.6A；
（2）電流表0～0.6A的量程串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（3）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片處于最大阻值處的B端；
（4）電壓表使用0～3V量程，分度值為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，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動(dòng)變阻器的電阻要減小，滑片向A端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（5）實(shí)驗(yàn)過程中，若小燈泡接線柱發(fā)生短路，燈泡和電壓表均無示數(shù)，電路中電流過大，會(huì)燒壞電流表；
（6）從圖象得知，燈泡在2.5V下的電流為0.2A，燈泡的額定功率P_額=U_額I_額=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：
（1）B；斷開；0.6；
（2）如上圖所示；
（3）B；
（4）2；A；
（5）C；
（6）0.5．
分析：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值即可選擇器滑動(dòng)變阻器的規(guī)格；為防止電路中電流過大燒壞用電器，開關(guān)應(yīng)斷開；根據(jù)燈泡額定電流的大約值確定電流表的量程；
（2）電流表0～0.6A的量程串聯(lián)在電路中即可；
（3）閉合開關(guān)前，保護(hù)電路的滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處；
（4）根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出電壓表的示數(shù)，電壓表的示數(shù)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(dòng)變阻器的電阻要減��；
（5）小燈泡接線柱發(fā)生短路時(shí)，燈泡和電壓表均無示數(shù)，電路中電流過大，燒壞電流表；
（6）從圖象中查得額定電壓下的額定電流，根據(jù)P=UI計(jì)算額定功率．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了伏安法測(cè)小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，涉及了滑動(dòng)變阻器規(guī)格的選擇和電表量程的選擇、串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律以及電功率的計(jì)算、電壓表的讀數(shù)、滑動(dòng)變阻器的正確使用等，要注意燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．