Question

19．在測(cè)定“小燈泡額定電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω，滑動(dòng)變阻器有三種規(guī)格，R₁（5Ω  2A）、R₂（10Ω  1.5A）、R₃（50Ω  1A）
（1）為完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選擇的滑動(dòng)變阻器是R₂．
（2）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖1中的實(shí)物電路連接完整．
（3）小葉同學(xué)閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)（如圖2所示）為2.2V，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖中滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（4）小葉同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成如圖3所示的I-U圖象，由此可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W．
（5）在測(cè)量過(guò)程中，電流表和滑動(dòng)變不慎損壞，小明撤去電流表，用一個(gè)電阻箱代替測(cè)動(dòng)變阻器接入原電路中．也測(cè)出了小燈泡的額定功率，請(qǐng)你簡(jiǎn)要寫出他的測(cè)里步驟和額定電功率的表達(dá)式．
步驟：①閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓有的示數(shù)為2.5V，記下此時(shí)電阻箱連入電路的電阻R₀；②因電源電壓為4.5V，則此時(shí)電路中的電流為I=$\frac{U-{U}_{L額}}{{R}_{0}}$=$\frac{4.5V-2.5V}{{R}_{0}}$=$\frac{2V}{{R}_{0}}$；③表達(dá)式P=$\frac{5{V}^{2}}{{R}_{0}}$．

Answer 1

分析 （1）求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器 接入電路的電阻，然后選擇滑動(dòng)變阻器．
（2）把電流表與燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
（3）由圖示電壓表確其量程與分度值，讀出其示數(shù)，根據(jù)電壓表示數(shù)與燈泡額定電壓的關(guān)系確定滑片的移動(dòng)方向．
（4）由圖示圖象求出燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率．
（5）由題意可知，電阻箱與燈泡串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出當(dāng)小燈泡在額定電壓下工作時(shí)電阻箱兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)P=UI得出小燈泡額定功率的表達(dá)式．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{L額}}{I}$=$\frac{4.5V-2.5V}{0.25A}$=8Ω，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₂．
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流約為0.25A，電流表的量程應(yīng)選0～0.6A；燈泡額定電壓為2.5V，電壓表選0～3V量程，把燈泡與電流表串連接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖所示：

（2）連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，這是連接電路時(shí)沒(méi)有斷開開關(guān)造成的；燈泡發(fā)出明亮耀眼的光，說(shuō)明燈泡實(shí)際功率很大，電路電流很大，電路電阻很小，這是連接電路時(shí)滑動(dòng)變阻器滑片沒(méi)有移到最大阻值處造成的．
（3）由圖乙知，電壓表量程是0～3V，最小分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是2.2V；要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從2.2V增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動(dòng)變阻器的電阻要減小，滑片向B端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（4）由圖丙所示I-U圖象可知，燈泡額定電壓U=2.5V，所對(duì)應(yīng)的電流I=0.2A，則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）①閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓有的示數(shù)為2.5V，記下此時(shí)電阻箱連入電路的電阻R₀，
②因電源電壓為4.5V，則此時(shí)電路中的電流為I=$\frac{U-{U}_{L額}}{{R}_{0}}$=$\frac{4.5V-2.5V}{{R}_{0}}$=$\frac{2V}{{R}_{0}}$；
③燈泡額定功率：P=UI=2.5V×$\frac{2V}{{R}_{0}}$=$\frac{5{V}^{2}}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）R₂；（2）如圖所示；（3）2.2；B；（4）0.5；（5）①閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓有的示數(shù)為2.5V，記下此時(shí)電阻箱連入電路的電阻R₀；②因電源電壓為4.5V，則此時(shí)電路中的電流為I=$\frac{U-{U}_{L額}}{{R}_{0}}$=$\frac{4.5V-2.5V}{{R}_{0}}$=$\frac{2V}{{R}_{0}}$；③P=$\frac{5{V}^{2}}{{R}_{0}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了“測(cè)定小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)，涉及到了電流表量程的選擇、實(shí)物電路圖的連接、電壓表的讀數(shù)，功率計(jì)算、從圖象獲取信息的能力等，綜合性強(qiáng)．