Question

12．某班的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組要測定額定電壓為2.5V的小燈泡的電功率，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：電源（電壓6V且恒定不變）、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器（50Ω 1A）各一只，導(dǎo)線若干．A小組按照?qǐng)D甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）如圖甲所示，A小組連接的電路還沒有完成，如果要求滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大，導(dǎo)線M應(yīng)與滑動(dòng)變阻器的B接線柱連接．（填“A”、“B”或“D”）
（2）閉合開關(guān)，移動(dòng)變阻器的滑片P的過程中，觀察到電流表示數(shù)接近最大值時(shí)，小燈泡仍然不亮，且電壓表無示數(shù)，其原因可能是燈泡短路．
（3）故障排除后，A小組同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并繪制成圖乙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，小燈泡的額定電流是0.2A，額定功率是0.5W．
（4）B小組的滑動(dòng)變阻器已損壞（其它器材和規(guī)格不變），老師提供了另一只滑動(dòng)變阻器（10Ω　1A），小組同學(xué)討論后發(fā)現(xiàn)，若仍用已連接完整的圖甲所示電路來測小燈泡的額定電功率，至少還要在原電路中串聯(lián)（選填“串”或“并”）一個(gè)7.5Ω的電阻．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大，說明滑動(dòng)變阻器右下方接線柱必須接入電路中；
（2）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P的過程中，觀察到電流表示數(shù)幾乎接近最大值時(shí)，說明電路電阻太小，然后根據(jù)燈泡不亮和電壓表無示數(shù)確定具體故障的位置；
（3）根據(jù)圖乙讀出2.5V時(shí)燈泡的額定電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)需要接入電路中的電阻，然后判斷滑動(dòng)變阻器的串并聯(lián)，并根據(jù)電阻的串聯(lián)求出電阻的阻值；

解答 解：（1）如果要求滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大，即電阻變小，故導(dǎo)線M應(yīng)與滑動(dòng)變阻器的B接線柱連接；
（2）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P的過程中，觀察到電流表示數(shù)幾乎接近最大值時(shí)，說明電路電阻太小，燈泡始終不亮，電壓表示數(shù)為零，說明燈泡被短路；
（3）根據(jù)圖乙可知，2.5V時(shí)燈泡的額定電流為0.2A，則燈泡的額定功率P_L=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，需要串聯(lián)電阻的阻值：
R_串=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，需要串聯(lián)的電阻：
R_串=$\frac{{U}_{串}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，串聯(lián)電阻的阻值：
R=R_串-R_滑=17.5Ω-10Ω=7.5Ω，
即至少還要在原電路中串聯(lián)一個(gè)7.5Ω的電阻；
故答案為：
（1）B；
（2）燈泡短路；
（3）0.2；0.5；
（4）串；7.5；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器的正確使用、電路故障的判斷、電功率的計(jì)算、串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律和的應(yīng)用等，是實(shí)驗(yàn)的�？紗栴}，一定要掌握．