Question

2．在“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10Ω、50Ω．

（1）要完成此實(shí)驗(yàn)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R₂（選填“R₁”或“R₂”）．根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求圖甲中已有部分電路連好，請(qǐng)用筆劃線代替導(dǎo)線將電路連接完整．
（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(lái)應(yīng)進(jìn)行的操作是向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片．
（3）如圖乙是根據(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．
（4）繼續(xù)移動(dòng)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)生的故障是燈泡開路，此時(shí)電壓表的示數(shù)是6V．

Answer 1

分析 （1）由I=$\frac{U}{R}$計(jì)算燈泡正常發(fā)光電路，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算可知應(yīng)選擇的變阻器的規(guī)格；
本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程；
（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）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；
（4）當(dāng)燈泡電壓超過額定電壓會(huì)燒壞燈泡，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)電源電壓．

解答 解：
（1）由I=$\frac{U}{R}$可知燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流約I=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
此時(shí)變阻器連入阻值R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{額}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.25A}$=14Ω，所以應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器R₂；
測(cè)定小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，燈泡額定電壓2.5V，所以電壓表應(yīng)使用0-3V量程，如圖所示：
；
（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(lái)判斷燈泡短路還是電路電流太小造成的燈泡不亮；
（3）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；
（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(cè)電源電壓，示數(shù)為6V．
故答案為：
（1）R₂；電路圖見上；（2）向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片；（3）0.5；（4）燈泡開路；6．

點(diǎn)評(píng) 伏安法測(cè)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(dòng)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．