Question

在“測定小燈泡的電功率”實驗中，電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω左右，可供選用的滑動變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10Ω、50Ω，實驗電路如圖1所示．
（1）應(yīng)該選用的滑動變阻器是

R₂

（選填“R₁”或“R₂”）．
（2）電路正確連接后．閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是

向左移動滑動變阻器滑片

（3）如圖2是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪成的U-I圖象．根據(jù)圖象提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是

0.5

W．當(dāng)滑動變阻器的滑片向左移動時，小燈泡的電阻將

變大

．
（4）繼續(xù)移動滑片，小燈泡突然熄滅，此時電流表示數(shù)為0，而電壓表有示數(shù)，那么發(fā)生的故障是

燈泡斷路

，此時電壓表的示數(shù)是

6

V．
（5）有一位同學(xué)在連接好電路后，閉合開關(guān)，在移動滑動變阻器滑片P的過程中發(fā)現(xiàn)：燈泡變亮?xí)r電壓表示數(shù)變��；燈泡變暗時，電壓表示數(shù)變大．經(jīng)檢查所用器材完好，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是

電壓表與滑動變阻器并聯(lián)

．

Answer 1

分析：（1）知道燈泡額定電壓和電阻，求出燈泡額定電流．
滑動變阻器與燈泡串聯(lián)．根據(jù)測量電路電壓特點，求出燈泡正常工作時，滑動變阻器的電壓，求出滑動變阻器的電阻．
（2）燈泡不亮，電流表有示數(shù)，燈泡可能短路或電流太�。�
如果再移動滑動變阻器滑片，燈泡還不發(fā)光，電流也不變時，燈泡短路；
如果移動滑片，燈泡變亮，電流表示數(shù)變大，說明電流太�。�
所以接下來移動滑片，使總電阻減小，確定燈泡不亮的原因．
（3）根據(jù)圖象獲得燈泡為2.5V時的電流，根據(jù)P=UI，計算額定功率．
滑片左移，滑動變阻器接入電路的長度變短，電阻變小，總電阻變小，電路電流增大，燈泡電壓增大，溫度升高，燈絲電阻增大．
（4）當(dāng)燈泡電壓超過額定電壓會燒壞燈泡，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測電源電壓．
（5）在調(diào)節(jié)滑動變阻器時，燈泡逐漸變亮（電路中電流變大），而電壓表的示數(shù)變小，說明電壓表不是接在小燈泡的兩端，而是電壓表與滑動變阻器并聯(lián)了．

解答：解：（1）燈泡正常工作時，
I_L=

UL

RL

=

2.5V

10Ω

=0.25A，
滑動變阻器電壓為：U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑動變阻器電阻為：R=

UR

IL

=

3.5V

0.25A

=14Ω．
故選擇滑動變阻器R₂．
（2）電流表有示數(shù)，燈泡不亮，首先通過左移滑片，減小電路電阻，增大電路電流，來判斷燈泡短路還是電路電流太小造成的燈泡不亮．
（3）由圖象找到燈泡2.5V的電流為0.2A，故燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
左移滑片，滑動變阻器電阻減小，總電阻減小，電流增大，燈泡電壓增大，燈絲溫度升高，電阻增大．
（4）繼續(xù)左移，燈泡電壓增大超過燈泡額定電壓，燒斷燈絲，電路斷路，電流表示數(shù)為0，電壓表串聯(lián)在電路中，測電源電壓，示數(shù)為6V．
（5）在移動滑片時，燈泡逐漸變亮（燈兩端的電壓增大），而電壓表的示數(shù)變小，說明電壓表不是接在小燈泡的兩端，而是電壓表與滑動變阻器并聯(lián)了．
故答案為：（1）R₂；（2）向左移動滑動變阻器滑片；（3）0.5；變大；（4）燈泡斷路；6；（5）電壓表與滑動變阻器并聯(lián)．

點評：本題考查了滑動變阻器的使用和規(guī)格的選擇、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用等，這些知識點是伏安法測功率中最常見的內(nèi)容，也是常考的內(nèi)容．