Question

【題目】如圖甲為小華做“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)電路圖，電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V．電阻約為12Ω．有兩個(gè)規(guī)格分別為“10Ω 1A”和“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器供選擇。

（1）滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用規(guī)格為_____。

（2）請(qǐng)你按照?qǐng)D中電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線完成圖乙實(shí)物電路的連接，要求滑片向左移動(dòng)時(shí)，小燈泡變暗（導(dǎo)線不能交叉）___________。

（3）實(shí)驗(yàn)中小華得到部分電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的數(shù)據(jù)如下表，分析表中數(shù)據(jù)可得小燈泡的額定功率為_____W。

（4）實(shí)驗(yàn)完成后，小華在原有器材的基礎(chǔ)上，不使用電壓表，增加一個(gè)電流表。一個(gè)已知阻值且阻值大小合適的電阻R0和導(dǎo)線，設(shè)計(jì)出了如圖丙所示的電路，再次測(cè)量小燈泡的額定功率。當(dāng)滑片P處在最右端時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡很暗，小華接下來(lái)的操作是_____，使電流表A1的示數(shù)為_____時(shí)，再讀出電流表A2的示數(shù)I，才能計(jì)算出小燈泡的額定功率，小燈泡額定功率的表達(dá)式為_____（后面兩空用已知的物理量和測(cè)量出的物理量符號(hào)表示）。

Answer 1

【答案】 50Ω 1A 0.5 向左調(diào)節(jié)變阻器的滑片 P額=2.5V×（I﹣）

【解析】分析：（1）電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為12Ω，由歐姆定律求燈的額定電流約為多少，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律，求燈正常發(fā)光時(shí)變阻器連入電路中的電阻約為多少，據(jù)此確定選用變阻器的規(guī)格；

（2）根據(jù)滑片向左移動(dòng)時(shí)，小燈泡變暗，確定變阻器的連接與燈串聯(lián)；

（3）燈在額定電壓下的功率為額定功率，由表中數(shù)據(jù)，根據(jù)求額定功率；

（4）根據(jù)，燈泡很暗，說(shuō)明燈的電壓過(guò)小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理確定變阻器滑片移動(dòng)的方向；在沒(méi)有電壓表的情況下，電流表與定值電阻R0應(yīng)起到電壓表的測(cè)量作用，要計(jì)算出小燈泡的額定功率，首先使燈正常發(fā)光，通過(guò)移動(dòng)變阻器的滑片使電流表示數(shù)為 時(shí)，由歐姆定律和并聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的電壓為2.5V，燈正常發(fā)光，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律求出燈的額定電流，根據(jù)寫出燈的額定功率的表達(dá)式。

解答：（1）電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為12Ω，由歐姆定律，燈的額定電流約為：，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律，燈正常發(fā)光時(shí)，變阻器連入電路中的電阻約為：，故選“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器；

（2）要求滑片向左移動(dòng)時(shí)，小燈泡變暗，即電流變小，電阻變大，滑片以右電阻絲連入電路中，如下所示：

（3）燈在額定電壓下的功率為額定功率，由表中數(shù)據(jù)知，燈的電壓為2.5V時(shí)，電流大小為0.20A，可得小燈泡的額定功率為：；

（4）當(dāng)滑片P處在最右端時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡很暗，根據(jù)，說(shuō)明燈的電壓過(guò)小，應(yīng)增大燈的電壓，減小變阻的電壓，由分壓原理，要減小變阻器連入電路中的電阻大小，即小華接下來(lái)的操作是向左調(diào)節(jié)變阻器的滑片，使電流表A1的示數(shù)為 時(shí)，根據(jù)歐姆定律的變形公式，R0的電壓為2.5V，由并聯(lián)電路電壓的規(guī)律，此時(shí)燈的電壓為2.5V，燈一定正常發(fā)光，再讀出電流表A2的示數(shù)I，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，燈的額定電流：，小燈泡額定功率的表達(dá)式為：。

故答案為： (1). 50Ω 1A (2). (3). 0.5 (4). 向左調(diào)節(jié)變阻器的滑片 (5). (6).