Question

【題目】在“測定小燈泡電功率”的實驗中，選用如圖甲所示的器材，其中電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為12）。

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實物電路連接完整__________ 。

（2）閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，若電路只有一處故障，則故障原因是____________。為了能夠順利完成實驗探究，下列兩種規(guī)格的滑動變阻器應(yīng)選用 _______。

A. “10 0.5A”的滑動變阻器 B.“50 0.5A”的滑動變阻器

（3）排除故障后，閉合開關(guān)，移動滑片，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)是_____V；為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動變阻器的滑片向_____（選填“A”或“B”）端移動。根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，繪制出小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系圖象（如圖丙所示）。分析圖象可知：小燈泡的額定功率為_____W。實驗中觀察到：當小燈泡兩端的電壓低于0.5V時，小燈泡不發(fā)光，根據(jù)圖象分析其原因是_______。

（4）若將這個小燈泡與阻值為15的定值電阻串聯(lián)在電壓為4.5V的電源兩端，則這個小燈泡的實際功率是______W。

Answer 1

【答案】 燈泡斷路 B 2.2 A 0.625 燈泡的實際功率太小 0.3

【解析】由題可知，小燈泡的額定電壓為2.5V，燈絲電阻約為12，根據(jù)歐姆定律，所以電流表選擇量程0~0.6A。滑動變阻器與小燈泡串聯(lián)，連圖如下：

閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，電流表無示數(shù)，則說明電路存在斷路，電壓表有示數(shù)，若電路只有一處故障，則故障原因是小燈泡斷路。

因為電源電壓U=6V，當小燈泡正常發(fā)光時，燈泡兩端電壓為其額定電壓，則滑動變阻器兩端的電壓UR=U-UL=6V-2.5V=3.5V，此時電路中的電流約為0.21A，故滑動變阻器連入電路中的電阻，

所以應(yīng)選擇“50Ω 0.5A”的滑動變阻器。

（3）由圖乙，電壓表的量程為0~3V，分度值0.1V，故示數(shù)為2.2V，要測量小燈泡的額定功率，需增大燈泡電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，應(yīng)減小滑動變阻器連入阻值，即向A端移動。

由丙圖象可知，電壓為2.5V時的電流為0.25A，所以小燈泡的額定功率P=U額I額=2.5V×0.25A=0.625W。

根據(jù)燈泡的亮度由實際電功率決定，由圖象知，當燈泡兩端電壓小于0.5V時，電流不足0.1A，由P=UI知燈泡實際功率太小，所以燈泡不發(fā)光。

（4）若將這個小燈泡與阻值為15的定值電阻串聯(lián)在電壓為4.5V的電源兩端，由圖丙可知：當UL=1.5V時，通過燈泡的電流為0.2A，定值電阻兩端電壓為3V，滿足題意。所以這個小燈泡的實際功率是P=UI=1.5V×0.2A=0.3W。