Question

3．孫雯同學(xué)到實(shí)驗(yàn)室做“測定小燈泡額定功率”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)各一只，導(dǎo)線若干，滑動變阻器三只：R₁（10Ω  0.5A）、R₂（50Ω  0.5A）、R₃（500Ω  1A）．同學(xué)們設(shè)計(jì)的電路如圖1所示：
（1）電壓表應(yīng)選用0-3V擋，滑動變阻器應(yīng)選用R₂（選填“R₁”、“R₂”、“R₃”）；
（2）如圖是她實(shí)驗(yàn)的電路，但連接不完整，請你給幫她完成電路的連接，要求：滑動變阻器的滑片P向右移動時(shí)，小燈泡變亮．
（3）實(shí)驗(yàn)電路接好后，合上開關(guān)時(shí)，她發(fā)現(xiàn)電路出現(xiàn)故障，主要有下表所列的兩種情況，請根據(jù)現(xiàn)象和檢測結(jié)果指出故障的可能原因：滑動變阻器同時(shí)接到下面兩個(gè)接線柱；燈泡斷路

故 障 現(xiàn) 象	檢    測	故 障 原 因
燈泡較暗、兩表的示數(shù)均較小	移動滑動變阻器滑片，現(xiàn)象不變
燈泡不亮、電壓表示數(shù)較大、電流表無示數(shù)	取下燈泡，兩表的示數(shù)不變

（4）排除故障后，小明測得的數(shù)據(jù)如下表，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)如圖2和3所示，請你替小明把電流表和電壓表的示數(shù)記在表中，并計(jì)算小燈泡的額定功率．

Answer 1

分析 （1）被測小燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表應(yīng)用0～3V擋．根據(jù)歐姆定律求燈的額定電流，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律求變阻器連入電路中電阻；
（2）電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，滑動變阻器B接線柱串聯(lián)在電路中能滿足題目要求．
（3）①燈泡較暗、兩表的示數(shù)均較小，說明電路電阻太大；移動滑動變阻器滑片，現(xiàn)象不變說明滑動變阻器不能改變電路電阻，即滑動變阻器全部接入電路．②燈泡不亮、電壓表示數(shù)較大、電流表無示數(shù)說明電路斷路；取下燈泡，兩表的示數(shù)不變說明燈泡斷路．
（4）看清電壓表、電流表的量程，由圖讀出電壓值U，電流值I，由P=UI求出燈泡額定功率．

解答 解：（1）電壓表應(yīng)選用0～3V擋．測小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω．變阻器分得的電壓U_滑=6V-2.5V=3.5V，燈正常發(fā)光時(shí)的電流I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A變阻器連入電路中電阻R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，考慮到電流因素和使用的方便，故選用R₂（50Ω 0.5A）；
（2）燈泡右接線柱接滑動變阻器B接線柱，電壓表3V接線柱接燈泡右端接線柱，電路圖如圖所示．

（3）①燈泡較暗、兩表的示數(shù)均較小，移動滑動變阻器滑片，現(xiàn)象不變，故障原因是：滑動變阻器同時(shí)接到下面兩個(gè)接線柱．②燈泡不亮、電壓表示數(shù)較大、電流表無示數(shù)，取下燈泡，兩表的示數(shù)不變故障原因是：燈泡斷路．
（4）由圖知電壓表示數(shù)為U=2.5V，電流表示數(shù)為I=0.24A，燈泡正常發(fā)光，它的額定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
故答案為：（1）0～3V．R₂（2）電路圖如圖所示．（3）滑動變阻器同時(shí)接到下面兩個(gè)接線柱；燈泡斷路．（4）2.5V；0.24A；0.6W．

點(diǎn)評 本題測定小燈泡額定功率，考查器材的選擇、電路連接、反常現(xiàn)象的分析、額定功率的計(jì)算等知識．