Question

2．電學(xué)測(cè)量性實(shí)驗(yàn)
在“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω左右，可供選用的滑動(dòng)變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10Ω、50Ω，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示．

（1）應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是R₂（填“R₁”或“R₂”）．
（2）電路正確連接后．閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，接下來(lái)應(yīng)進(jìn)行的操作是C．
A．更換小燈泡　　　　　　   B．檢查電路是否斷路
C．向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片　  D．向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片
（3）小明同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用的電壓表量程是0～3V，但刻度模糊不清，無(wú)法直接讀出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，卻能從0～15V擋的刻度線看出指針停在11.5V處，則加在電壓表兩端的實(shí)際電壓為2.3V．
（4）如圖乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪成的U-I圖象．根據(jù)圖象提供的信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，小燈泡的電阻將變大．
（5）繼續(xù)移動(dòng)滑片，小燈泡突然熄滅，此時(shí)電流表示數(shù)為0，而電壓表有示數(shù)，那么發(fā)生的故障是燈泡斷路，此時(shí)電壓表的示數(shù)是6 V．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡額定電壓和電阻，求出燈泡額定電流．
滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)．根據(jù)測(cè)量電路電壓特點(diǎn)，求出燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電壓，求出滑動(dòng)變阻器的電阻．
（2）燈泡不亮，電流表有示數(shù)，燈泡可能短路或電流太�。�如果再移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，燈泡還不發(fā)光，電流也不變時(shí)，燈泡短路；如果移動(dòng)滑片，燈泡變亮，電流表示數(shù)變大，說(shuō)明電流太�。�所以接下來(lái)移動(dòng)滑片，使總電阻減小，確定燈泡不亮的原因．
（3）電壓表大量程是小量程的5倍，同一刻度線電壓表大量程示數(shù)是小量程示數(shù)的5倍，根據(jù)電壓表大量程示數(shù)可以求出小量程示數(shù)．
（4）根據(jù)圖象獲得燈泡為2.5V時(shí)的電流，根據(jù)P=UI，計(jì)算額定功率．
滑片左移，滑動(dòng)變阻器接入電路的長(zhǎng)度變短，電阻變小，總電阻變小，電路電流增大，燈泡電壓增大，溫度升高，燈絲電阻增大．
（5）當(dāng)燈泡電壓超過(guò)額定電壓會(huì)燒壞燈泡，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)電源電壓

解答 解：（1）燈泡正常工作時(shí)，I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
滑動(dòng)變阻器電壓為：U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑動(dòng)變阻器電阻為：R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω．故選擇滑動(dòng)變阻器R₂．
（2）電流表有示數(shù)，燈泡不亮，首先通過(guò)左移滑片，減小電路電阻，增大電路電流，來(lái)判斷燈泡短路還是電路電流太小造成的燈泡不亮，故選C．
（3）電壓表0～15V量程是電壓表量程是0～3V的5倍，電壓表量程是0～15V量程的刻度線看出指針停在11.5V處，則加在電壓表兩端的實(shí)際電壓為：$\frac{1}{5}$×11.5V=2.3V；
（4）由圖象找到燈泡2.5V的電流為0.2A，故燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
左移滑片，滑動(dòng)變阻器電阻減小，總電阻減小，電流增大，燈泡電壓增大，燈絲溫度升高，電阻增大．
（5）繼續(xù)左移，燈泡電壓增大超過(guò)燈泡額定電壓，燒斷燈絲，電路斷路，電流表示數(shù)為0，電壓表串聯(lián)在電路中，測(cè)電源電壓，示數(shù)為6V；
故答案為：（1）R₂；（2）C；（3）2.3；（4）0.5；大；（5）燈泡斷路；6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器的使用和規(guī)格的選擇、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用等，這些知識(shí)點(diǎn)是伏安法測(cè)功率中最常見(jiàn)的內(nèi)容，也是�？嫉膬�(nèi)容．