Question

5．在“測定小燈泡的電功率”實驗中，電源電壓6V，小燈泡L的額定電壓是2.5V，電阻大約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，實驗電路如圖1所示． 
（1）電流表應(yīng)選用量程為0-0.6A，應(yīng)該選用的滑動變阻器是R₂（選填“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)進行的操作是C（填序號）；
A．更換小燈泡               B．檢查電路是否斷路
C．向左移動滑動變阻器滑片     D．向右移動滑動變阻器滑片
（3）如圖2是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪成的U-I圖象．根據(jù)圖象提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W．當滑動變阻器的滑片向左移動時，小燈泡的電阻將變大；
（4）繼續(xù)移動滑片，小燈泡突然熄滅，此時電流表示數(shù)為0，而電壓表有示數(shù)，那么發(fā)生的故障是燈泡斷路，此時電壓表的示數(shù)是6V．

Answer 1

分析 （1）由燈泡規(guī)格計算燈泡正常發(fā)光電流，由此判斷電流表的量程；由串聯(lián)電路的特點計算燈泡正常發(fā)光時的變阻器連入阻值，從而選擇變阻器；
（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，說明電路是通路，不用更換燈泡，也不用檢查電路是否斷路，可能是連入電阻太大，電路中電流太小所致，分析電阻過大的原因，然后進行下一步操作；
（3）根據(jù)圖象得出燈泡正常發(fā)光時，通過燈泡的電流，然后根據(jù)P=UI，計算額定功率；
由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；
（4）當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．

解答 解：
（1）由題知，L的額定電壓是2.5V，電阻大約10Ω左右，由歐姆定律可知，燈泡正常發(fā)光的電流約為：
I=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表選用0-0.6A量程；
由串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可得燈泡正常發(fā)光時變阻器連入阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{額}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.25A}$=14Ω，所以應(yīng)選擇滑動變阻器R₂；
（2）閉合開關(guān)后，電流表有示數(shù)，說明電路是通路，燈泡沒壞，也不是斷路，可能是連入電阻太大，電路中電流太小所致，下一步操作：移動滑動變阻器滑片減小其連入阻值，觀察小燈泡是否發(fā)光，即應(yīng)進行C項操作；
（3）由圖象可知，當燈泡2.5V時的電流為0.2A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
當滑動變阻器的滑片向左移動時，滑動變阻器電阻減小，總電阻減小，電流增大，燈泡電壓增大，燈泡實際功率變大，燈絲溫度升高，電阻增大；
（4）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．
故答案為：（1）0～0.6A；R₂；（2）C；（3）0.5；大；（4）燈泡斷路；6．

點評 伏安法測燈泡電阻或功率的實驗中，既考電表量程的確定方法以及滑動變阻器規(guī)格的選擇，同時還考查歐姆定律、電功率計算公式的應(yīng)用，注意燈泡只有在額定電壓下才可以正常發(fā)光．