Question

6．在測定“小燈泡額定電功率”的實驗中，提供了以下器材：電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω，兩個滑動變阻器甲“0-5Ω”、和乙“0-15Ω”．
（1）連接電路時開關應斷開，應選用乙（填“甲”或“乙”）滑動變阻器．
（2）請你用筆畫線代替導線，將圖1中的實物電路連接完整．

（3）閉合開關前，圖17中滑動變阻器的滑片P應位于A端（選填“A”或“B”）．
（4）小葉同學閉合開關，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)（如圖2所示）為2.2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應將圖1中滑片P向B端（選填“A”或“B”）移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（5）小葉同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成如圖3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）小葉同學在實驗中連接好電路，閉合開關，移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，原因可能是燈泡斷路（寫出一種即可）．

Answer 1

分析 （1）為保護電路，連接電路時，開關應斷開；
根據(jù)歐姆定律求出燈正常發(fā)光時的電流大小，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出燈正常工作時變阻器分得的電壓，由歐姆定律求出變阻器連入電阻中的電阻大小，確定變阻器的規(guī)格；
（2）由（1）求出的燈正常工作時的電流大小確定電流表的量程，將電流表串聯(lián)接入電路中；
（3）為保護電路，連接電路時，變阻器連入電路中的電阻最大；
（4）根據(jù)圖2，確定電壓表的量程、最小分度值，由圖讀出電壓表的示數(shù)；并與燈的額定電壓比較，
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片的移動方向；
（5）由圖3找出燈泡額定電壓對應的電流，由公式P=UI求出燈泡的額定功率；
（6）連接好電路，閉合開關，移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表無示數(shù)，可能電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極連通，則燈與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是連通的，則與電壓表并聯(lián)的燈斷路了．

解答 解：（1）電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，
燈正常工作時，變阻器分得的電壓為U_滑=4.5V-2.5V=2V；
電阻約為10Ω，根據(jù)歐姆定律，燈泡正常發(fā)光時的電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，由串聯(lián)電路各處的電流相等，
所以變阻器連入電路中的電阻大小R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$-$\frac{2V}{0.25A}$=8Ω，即變阻器的電阻至少為8Ω，所以選用乙“0-15Ω”規(guī)格的變阻器；
（2）由（1）知，燈泡正常發(fā)光時的電流為0.25A，所以，電流表選0-0.6A量程，把燈泡與電流表串聯(lián)接入電路，電路圖如下圖所示：

（3）為保護電路，連接電路時，變阻器連入電路中的電阻最大，即滑片移動到A端；
（4）圖2中，電壓表量程是0-3V，分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是2.2V，小于燈的額定電壓2.5V，因燈在額定電壓下正常工作，要測量小燈泡的額定功率，應增大燈的電壓，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，要減小變阻器的電壓，根據(jù)分壓原理，要減小變阻器連入電路中的電阻大小，所以應將圖甲中滑片P向B端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（5）由圖3知，燈泡的額定電壓U=2.5V對應的電流I=0.2A，燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（6）經(jīng)分析，連好電路后閉合開關，移動滑片變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障可能是小燈泡斷路．
故答案為：（1）斷開；乙；
（2）如上圖所示；
（3）A；
（4）2.2；B；
（5）0.5；
（6）燈泡斷路．

點評 本題測定小燈泡額定電功率，考查實驗注意事項、器材的選擇、電路的連接、操作過程、額定功率的計算及常見的分析，綜合性較強．