Question

7．如圖1所示，是小強(qiáng)“測(cè)小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)電路．其中電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10?．滑動(dòng)變阻器有：A．規(guī)格為“10?  2A”、B．規(guī)格為“50?  1A”可選．

（1）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)該選擇B規(guī)格的滑動(dòng)變阻器．閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)放在B端（選填“A”或“B”）
（2）請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路連接完整．
（3）閉合開(kāi)關(guān)后小強(qiáng)發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表有示數(shù)但都很小，且看不到小燈泡發(fā)光，其原因是滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻太大，燈泡的實(shí)際功率很小．
（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)如圖2所示，為1.8V．要測(cè)小燈泡的額定功率時(shí)，應(yīng)將滑片P向A（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表示數(shù)為2.5V．
（5）實(shí)驗(yàn)中小強(qiáng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，記錄了多組小燈泡兩端不同的電壓及對(duì)應(yīng)的通過(guò)小燈泡的電流值，根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上繪制出了通過(guò)小燈泡的電流隨其兩端電壓變化關(guān)系的圖象（如圖3所示）．分析圖象可知，小燈泡的額定功率為0.625W．

Answer 1

分析 （1）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(dòng)變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值即可選擇器滑動(dòng)變阻器的規(guī)格；為防止電路中電流過(guò)大，開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)放在最大值處；
（2）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯(lián)；
（3）閉合開(kāi)關(guān)后，小剛發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表有示數(shù)但都很小，且看不到小燈泡發(fā)光，說(shuō)明燈泡分得的電壓太小，電路中的電阻過(guò)大造成的；
（4）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(dòng)變阻器的電阻要減小；
（5）根據(jù)P=UI，從圖象找到小燈泡的電壓在2.5V時(shí)的電流，計(jì)算出其額定功率．

解答 解：（1）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(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R_滑$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，
所以本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇規(guī)格為“50Ω 1A”的B滑動(dòng)變阻器；
為防止電路中電流過(guò)大，開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)放在最大值B端；
（2）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯(lián)，如圖所示：

（3）閉合開(kāi)關(guān)后，電流表和電壓表有示數(shù)但都很小，且看不到小燈泡發(fā)光，其原因是滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻太大，燈泡的實(shí)際功率很��；
（4）電壓表使用0～3V量程，分度值為0.1V，電壓為1.8V；
要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從1.8V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A端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V為止；
（5）由圖象，當(dāng)燈泡電壓U=2.5V時(shí)，I=0.25A，
所以燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案為：
（1）B；B；
（2）見(jiàn)上圖；
（3）滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻太大，燈泡的實(shí)際功率很小；
（4）1.8；A；
（5）0.625．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器的選擇和串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律的應(yīng)用、電路現(xiàn)象的判斷、電壓表的讀數(shù)、滑動(dòng)變阻器的使用等，關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等且會(huì)結(jié)合圖象計(jì)算其額定功率．