Question

14．某班東東同學(xué)到實(shí)驗(yàn)室做“測定小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)，被測小燈泡的額定電壓為2.5v，電阻約為10Ω．實(shí)驗(yàn)室有如下器材：電源（電壓為6v）、電流表（0～0.6A 0～3A）、電壓表（0～3V 0～15V）、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干，滑動變阻器三只：R₁（5Ω 0.5A）、R₂（50Ω 0.5A）、R₃（500Ω 1A）．同學(xué)們設(shè)計(jì)的電路如圖甲所示：

（1）在東東所連接的電路中，有兩根導(dǎo)線還沒連好，請你幫他完成電路的連接（其他的導(dǎo)線不要變動）．
（2）本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是：P=UI．
（3）最合適的滑動變阻器應(yīng)選用R₂（選填R₁、R₂、R₃）
（4）實(shí)驗(yàn)前在檢查儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示，則接下來的操作是將電流表指針調(diào)零；
（5）東東同學(xué)糾正錯(cuò)誤之后，在移動滑動變阻器滑片P的同時(shí)，眼睛應(yīng)注視B（選填序號）
A．小燈泡亮度  B．電壓表示數(shù)  C．電流表示數(shù) D．滑動變阻器滑片
（6）東東同學(xué)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到某一位置，電流表和電壓表的示數(shù)如圖丙所示，則此時(shí)通過小燈泡的電流是0.22A，燈泡兩端的電壓是1.8V，此時(shí)燈泡的實(shí)際功率是0.396W．
（7）改變滑動變阻器的阻值，多次測量通過小燈泡的電流和它兩端的電壓，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，東東同學(xué)們畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖象．（如圖丁），根據(jù)圖象提供的信息，算出小燈泡的額定功率為0.625W．

Answer 1

分析 （1）小燈泡和滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)到燈泡的兩端；
（2）測量小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是P=UI；
（3）由燈泡的額定電壓確定電壓表的量程．燈泡與滑動變阻器串聯(lián)在約為6V的電源上，燈泡正常工作時(shí)，求得滑動變阻器電壓，求得燈泡正常工作時(shí)的電流，即滑動變阻器電流，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算需要的滑動變阻器的最小電阻．滑動變阻器最大電阻稍大于電路中需要的電阻．滑動變阻器允許通過的最大電流大于電路中的最大電流．
（4）實(shí)驗(yàn)前，要看電表的指針是否指零刻度，不在零刻度要進(jìn)行調(diào)零；
（5）要測量燈泡的額定電功率，應(yīng)使燈泡兩端的電壓等于額定電壓，所以在移動滑片時(shí)，眼睛應(yīng)盯著電壓表；
（6）據(jù)電流表和電壓表的量程，判斷出電流表和電壓表的示數(shù)；根據(jù)P=UI求出功率；
（7）根據(jù)小燈泡的額定電壓為2.5V，結(jié)合U-I圖象，找出對應(yīng)的額定電流，根據(jù)P=UI計(jì)算燈泡的額定功率．

解答 解：（1）小燈泡和滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)到燈泡的兩端，如圖所示：
；
（2）測量小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是P=UI；
（3）燈泡正常工作時(shí)電流為I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A．
測定燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)得，燈泡正常工作時(shí)，
滑動變阻器電壓為：U'=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑動變阻器電阻為：R'=$\frac{U′}{{I}_{L}}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω．
滑動變阻器最大電阻稍大于電路需要的滑動變阻器電阻，“5Ω  0.5A”電阻太小，“500Ω  1A”電阻太大．“50Ω  0.5A”的滑動變阻器電阻和電流都合適．
（4）實(shí)驗(yàn)前，電流表指針沒有在零刻度，需要調(diào)零；
（5）測量小燈泡的額定電功率，應(yīng)使燈泡兩端的電壓等于額定電壓，所以在實(shí)驗(yàn)中，移動滑片的同時(shí)，眼睛應(yīng)注視電壓表示數(shù)，B正確；
（6）根據(jù)電壓表選用0～3V的量程，可知U_實(shí)=1.8V，電流表選用0～0.6A的量程，可知：I_實(shí)=0.22A；則功率為：P=UI=1.8V×0.22A=0.396W；
（7）由U-I圖象可知，當(dāng)U_額=2.5V時(shí)，I_額=0.25A，所以P_額=U_額I_額=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案為：（1）如圖；（2）P=UI；（3）R₂；（4）將電流表指針調(diào)零；（5）B；（6）0.22；1.8；0.396；（7）0.625．

點(diǎn)評 本題考查了用伏安法測燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中電壓表、電流表、滑動變阻器的正確使用方法．對于電表量程的選擇，應(yīng)盡量使在不超過電表量程的前提下，使電表指針偏轉(zhuǎn)幅度盡量大些，以保證可以多測幾組數(shù)據(jù)，從而歸納出普遍結(jié)論．