Question

13．在“測定小燈泡的電功率”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，可供選用的滑動變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10Ω、50Ω．實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示．
（1）應(yīng)該選用的滑動變阻器是R₂（填“R₁”或“R₂”）；
（2）電路正確連接后．閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是向左移動滑動變阻器的滑片．
（3）繼續(xù)移動滑片，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6V．
（4）排出故障后，移動滑動變阻器的滑片，進(jìn)行了多次測量，實(shí)驗(yàn)中多次測量的目的是測不同電壓下燈泡的實(shí)際功率．
（5）如圖2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)滑動變阻器的滑片向左移動時(shí)，小燈泡的電阻將變變大，該圖象不是直線，主要原因是燈絲電阻隨溫度升高而增大．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡額定電壓和電阻，求出燈泡額定電流．滑動變阻器與燈泡串聯(lián)．根據(jù)測量電路電壓特點(diǎn)，求出燈泡正常工作時(shí)，滑動變阻器的電壓，求出滑動變阻器的電阻．
（2）根據(jù)燈泡的明暗情況和電流表的示數(shù)檢查電路故障，找出故障然所在．
（3）當(dāng)燈泡電壓超過額定電壓會燒壞燈泡，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測電源電壓．
（4）進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，可以測出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求出不同電壓下燈泡的實(shí)際功率．
（5）根據(jù)圖象得出燈泡正常發(fā)光時(shí)，通過燈泡的電流，然后根據(jù)P=UI，計(jì)算額定功率．滑動變阻器是根據(jù)接入電路電阻絲的長度改變電阻的，因此確定滑動變阻器接入電路的長度的變化確定電流電流的變化，滑動變阻器接入電路的電阻越小，電路電流越大，燈泡兩端電壓越大，燈絲溫度越高，燈絲電阻增大．

解答 解：（1）燈泡正常工作時(shí)，燈泡的額定電流：I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，滑動變阻器電壓為：U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑動變阻器電阻為：R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，選擇滑動變阻器R₂．
（2）電流表有示數(shù)，燈泡不亮，首先通過左移滑片，減小電路電阻，增大電路電流，來判斷燈泡短路還是電路電流太小造成的燈泡不亮．
（3）繼續(xù)左移滑片，燈泡電壓增大超過燈泡額定電壓，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，測電源電壓，示數(shù)為6V
（4）移動滑動變阻器的滑片，進(jìn)行了多次測量，實(shí)驗(yàn)中多次測量的目的是 測不同電壓下燈泡的實(shí)際功率．
（5）由圖象找到燈泡2.5V的電流為0.2A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
當(dāng)滑動變阻器的滑片向左移動時(shí)，滑動變阻器電阻減小，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．
故答案為：（1）R₂；（2）向左移動滑動變阻器的滑片；（3）燈泡斷路；6；（4）測不同電壓下燈泡的實(shí)際功率；（5）0.5；變大；燈絲電阻隨溫度升高而增大．

點(diǎn)評 伏安法測燈泡電阻或功率的實(shí)驗(yàn)中，既考查電壓表、電流表量程的確定方法以及滑動變阻器規(guī)格的選擇，同時(shí)還考查歐姆定律、電功率計(jì)算公式的應(yīng)用，注意燈泡只有在額定電壓下才可以正常發(fā)光．