Question

2．在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，選用如圖甲所示的器材，其中電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為12Ω）．

（1）為能順利完成該實驗探究，下列兩種規(guī)格的滑動變阻器應(yīng)選用B．
A．“10Ω　0.5A”的滑動變阻器     B．“20Ω　0.5A”的滑動變阻器
（2）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實物電路連接完整．
（3）連好電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)將圖甲中所示的滑動變阻器的滑片滑到A（選填“A”或“B”）端．
（4）閉合開關(guān)，移動滑片到某位置時，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)如圖乙所示；為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動變阻器的滑片向B（選填“A”或“B”）端移動．
（5）通過小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系如圖丙所示．分析圖象可知：該小燈泡正常發(fā)光時的電阻是12.5Ω，額定功率為0.5W．

Answer 1

分析 （1）由I=$\frac{U}{R}$計算燈泡正常發(fā)光的電流，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)．根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算滑動變阻器的電阻；
（2）實物連接注意量程的選擇，正負接線柱；
（3）為了保護電路，在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最大阻值處；
（4）讀出乙圖中電壓表的示數(shù)，此時燈泡的電壓小于額定電壓，要燈泡正常發(fā)光，應(yīng)增大燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律確定滑片移動的方向；
（5）當燈泡電壓達到額定電壓時燈泡正常發(fā)光，由圖象讀出燈泡電壓2.5V時的電流，根據(jù)P=UI計算額定功率．

解答 解：
（1）電源電壓U=6V，燈泡正常工作時，燈泡額定電壓：U_L=2.5V，則燈泡正常發(fā)光時的電流I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{12Ω}$≈0.21A，
根據(jù)串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑動變阻器連入阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.21A}$≈16.7Ω，所以應(yīng)選20Ω 0.5A的滑動變阻器；
（2）由于燈泡正常發(fā)光時的電流I=0.21A，所以電流表選用0～0.6A量程，滑動變阻器和電流表串聯(lián)，如下圖：
；
（3）為保護電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最大阻值處，由甲圖可知滑片應(yīng)滑到A端；
（4）小燈泡額定電壓為2.5V，由圖乙可知，電壓表的示數(shù)為2.2V，低于額定電壓；要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)增大燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律可知，應(yīng)減小變阻器兩端的電壓，減小變阻器的阻值，應(yīng)將滑片向B端滑動，直到電壓表的示數(shù)為2.5V；
（5）當電壓表示數(shù)為2.5V時，燈泡正常發(fā)光，由圖丙可知，此時燈泡的電流為0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得：電阻R_L=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：（1）B；（2）如圖所示；（3）A；（4）B；（5）12.5；0.5．

點評 本題考查了“測定小燈泡的電功率”的實驗，涉及到電路故障的分析、電路的動態(tài)變化問題、電功率的計算、圖象的分析等等，綜合性較強．