Question

14．在“測(cè)定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，選用如圖甲所示的器材，其中電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為12Ω）．

（1）為能順利完成該實(shí)驗(yàn)探究，下列兩種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用B．
A．“10Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器       B．“20Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器
（2）用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實(shí)物電路連接完整．
（3）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，同時(shí)將圖甲中所示的滑動(dòng)變阻器的滑片滑到A端（選填“A”或“B”），最后接入電路中的電路元件是電壓表．
（4）閉合開(kāi)關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，若電路只有一處故障，則故障原因是燈泡斷路．
（5）排除故障后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)是2.2 V；為了測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向B端移動(dòng)（選填“A”或“B”）．
（6）通過(guò)小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系如圖丙所示．分析圖象可知：該小燈泡正常發(fā)光時(shí)的額定功率為0.5 W．

Answer 1

分析 （1）選擇滑動(dòng)變阻器的規(guī)格，要從電路需要滑動(dòng)變阻器的最大電阻和電路允許通過(guò)的最大電流考慮：
滑動(dòng)變阻器的最大阻值要稍大于電路需要滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流大于電路最大電流．
（2）根據(jù)燈泡正常工作時(shí)電流的大約值確定電流表的量程，然后使電流表與燈泡串聯(lián)連接；
（3）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器滑片滑到阻值最大處；注意按照先串后并的連接順序；
（4）電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路有斷路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連；
（5）根據(jù)電壓表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表示數(shù)；根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)確定滑片移動(dòng)方向；
（6）根據(jù)圖丙讀出額定電壓為2.5V時(shí)電流值，由P=UI計(jì)算出小燈泡的額電功率．

解答 解：（1）燈泡正常工作時(shí)電流：I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{12Ω}$≈0.2A．
測(cè)定燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中，燈泡與滑動(dòng)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(dòng)變阻器電壓為：U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V；
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器電阻為：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω，
故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選“20Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器；
（2）因?yàn)闊襞莸念~定電流約為0.2A，因此電流表量程選擇0～0.6A量程；
將電流表的0.6A接線柱與燈泡的左接線柱相連，如下圖所示：

（3）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)；閉合開(kāi)關(guān)前，需滑動(dòng)變阻器滑片滑到阻值最大處，即將滑片位于A端；按照先串后并的連接順序，最后接入電路的應(yīng)該是電壓表；
（4）燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路有斷路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連，因此與電壓表并聯(lián)的電路斷路，即燈泡斷路．
（5）根據(jù)圖乙可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V；
要測(cè)量燈泡的額定功率，需使電壓表的示數(shù)為2.5V，因此需減小滑動(dòng)變阻器兩端電壓，即減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，故將滑片向B端移動(dòng)；
（6）觀察圖丙可知，當(dāng)小燈泡的電壓為2.5V時(shí)，電流為0.2A，小燈泡的額電功率為：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：（1）B；（2）見(jiàn)上圖；（3）A；電壓表；（4）燈泡斷路；（5）2.2；B；（6）0.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、連接實(shí)物圖的注意事項(xiàng)、故障分析、滑動(dòng)變阻器的使用、歐姆定律以及串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)等問(wèn)題；連接實(shí)物電路圖時(shí)，注意儀表量程的選擇．