Question

20．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．“15Ω  0.5A”的滑動變阻器    B．“20Ω  0.5A”的滑動變阻器
（2）用筆畫線代替導線，將圖甲所示的實物電路連接完整．
（3）連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開（填“閉合”或“斷開”）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端（填“A”或“B”）．
（4）排除故障后，閉合開關(guān)，移動滑片，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端移動（填“A”或“B”）．
（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）選擇滑動變阻器的規(guī)格，要從電路需要滑動變阻器的最大電阻和電路允許通過的最大電流考慮：
滑動變阻器的最大阻值要稍大于電路需要滑動變阻器的最大阻值．
滑動變阻器允許通過的最大電流大于電路最大電流．
（2）把燈泡、滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，注意滑動變阻器的接法；
（3）連接電路時，開關(guān)處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器滑片滑到阻值最大處；
（4）看清量程和分度值，讀出電壓表示數(shù)；根據(jù)串聯(lián)分壓特點確定滑片移動方向；
（5）分析圖象，得出小燈泡額定電壓對應(yīng)的電流，利用R=$\frac{U}{I}$得出電阻，利用P=UI求出電功率．

解答 解：（1）燈泡正常工作時電流為I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{12Ω}$≈0.2A．測定燈泡功率的實驗中，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點得，燈泡正常工作時，滑動變阻器電壓為：U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得滑動變阻器電阻為：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{L}}$═$\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω．滑動變阻器應(yīng)選“20Ω  0.5A”的滑動變阻器；
（2）把燈泡、滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖所示；

（3）連接電路時，開關(guān)處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器滑片滑到阻值最大處，根據(jù)實際連接，滑片應(yīng)處于A端；
（4）電壓表接的是0～3V量程，分度值為0.1V，此時示數(shù)為2.2V；該電壓低于額定電壓，為使電壓達到額定電壓，滑片應(yīng)該向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：
當電壓為2.5V時，電流為0.2A，此時小燈泡的電阻為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω，額定功率為P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
故答案為：（1）B；（2）如圖所示；（3）斷開，A；（4）B；（5）12.5，0.5．

點評 此題主要考查學生對于測量小燈泡電功率實驗的理解和掌握，熟知電路圖、實驗原理以及曲線圖的分析是解題關(guān)鍵．