Question

11．在測量“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明所在的實(shí)驗(yàn)小組用的電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω，有兩個(gè)規(guī)格分別為A：“5Ω  1A”、B：“20Ω  2A”的滑動變阻器可供選擇．

（1）閉合開關(guān)前，滑動變阻器應(yīng)處于最大阻值狀態(tài)；
（2）本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇規(guī)格為B的滑動變阻器（選“A”或“B”）；
（3）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物電路補(bǔ)充完整．（導(dǎo)線不能交叉）
（4）小明在連接好電路后發(fā)現(xiàn)電壓表與電流表均有示數(shù)，但示數(shù)很小，且無論如何移動滑動變阻器滑片，電壓表與電流表示數(shù)均無明顯變化．則可能存在的原因是滑動變阻器是選擇的最下面的兩個(gè)接線柱．
（5）連好電路，閉合開關(guān)后，移動滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向A（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（6）小麗同學(xué)移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W．

Answer 1

分析 （1）為了保護(hù)電路，在連接實(shí)物圖時(shí)，開關(guān)應(yīng)該斷開；保護(hù)電路的滑動變阻器處于最大阻值處；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的阻值即可選擇器滑動變阻器的規(guī)格；為防止電路中電流過大燒壞用電器，開關(guān)應(yīng)斷開；根據(jù)燈泡額定電流的大約值確定電流表的量程；
（3）電流表0～0.6A的量程串聯(lián)在電路中即可；
（4）滑動變阻器的正確接法是“一上一下”；
（5）根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出電壓表的示數(shù)，電壓表的示數(shù)小于燈泡的額定電壓，要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動變阻器的電阻要減�。�
（5）從圖象中查得額定電壓下的額定電流，根據(jù)P=UI計(jì)算額定功率．

解答 解：（1）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片處于最大阻值處的B端；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓等于額定電壓U_L=2.5V，根據(jù)歐姆定律可知此時(shí)電路電流約為I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，此時(shí)滑動變阻器接入電路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.25A}$=8Ω，所以本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇規(guī)格為“20Ω  2A”的滑動變阻器；
（3）在連接電路時(shí)，為保護(hù)電路，開關(guān)應(yīng)斷開；燈泡的額定電流約為0.25A，所以電流表的量程為0～0.6A；
電流表0～0.6A的量程串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（4）連接好電路后發(fā)現(xiàn)電壓表與電流表均有示數(shù)，但示數(shù)很小，且無論如何移動滑動變阻器滑片，電壓表與電流表示數(shù)均無明顯變化．則可能存在的原因是滑動變阻器是選擇的最下面的兩個(gè)接線柱；
（5）電壓表使用0～3V量程，分度值為0.1V，電壓為2V；要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從2V增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動變阻器的電阻要減小，滑片向A端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（6）從圖象得知，燈泡在2.5V下的電流為0.2A，燈泡的額定功率P_額=U_額I_額=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：（1）最大阻值；（2）B；（3）如上圖所示；（4）滑動變阻器是選擇的最下面的兩個(gè)接線柱；（5）2；A；（6）0.5．

點(diǎn)評 本題考查了伏安法測小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，涉及了滑動變阻器規(guī)格的選擇和電表量程的選擇、串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律以及電功率的計(jì)算、電壓表的讀數(shù)、滑動變阻器的正確使用等，要注意燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．