Question

6．在測量“小燈泡電功率”的實驗中，小明的實驗小組用的電源電壓為4.5V，燈泡的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω，有兩個規(guī)格分別為A：“5Ω 1A”、B：“20Ω 2A”的滑動變阻器可供選擇．

（1）本實驗中應該選擇B滑動變阻器（選填“A”或“B”）．
（2）請你用筆畫線代替導線，在圖甲中將實物電路補充完整．（導線不能交叉）
（3）連好電路，閉合開關后，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)（如圖乙）為2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應將圖甲中滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（4）小麗同學移動滑片P，記下多組對應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，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W．
（5）實驗結束后，小明整理實驗器材時，發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的BP部分比PC部分溫度高（選填“高”或“低”）．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)歐姆定律求出此時電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點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，開關應斷開；根據(jù)燈泡額定電流的大約值確定電流表的量程；
（2）電流表0～0.6A的量程串聯(lián)在電路中即可；
（3）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��；
（4）從圖象中查得額定電壓下的額定電流，根據(jù)P=UI計算額定功率．
（5）根據(jù)焦耳定律進行分析．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓等于額定電壓U_L=2.5V，根據(jù)歐姆定律可知此時電路電流約為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，所以本實驗中應該選擇規(guī)格為“20Ω 2A”的滑動變阻器；
（2）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：

（3）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B端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（4）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．
（5）BP部分與PC部分串聯(lián)，電流相等，并且BP部分比PC部分電阻大，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知，在通電時間相等的情況下，BP部分產(chǎn)生的熱量多．
故答案為：（1）B；（2）見上圖；（3）2；B；（4）0.5；（5）高．

點評 本題考查了伏安法測小燈泡電功率的實驗，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)電路特點和歐姆定律以及電功率的計算、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)光時的電壓和額定電壓相等．