Question

10．在測定“小燈泡電功率”的實驗中，小明所在的實驗小組用的電源電壓為6V，
小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．可供選用的滑動變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10Ω、50Ω．他們所設(shè)計的實驗電路如圖所示．

（1）在連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，應(yīng)該選用的滑動變阻器是R₂（選填“R₁”或“R₂”）．
（2）請你用筆畫線代替導線，按照電路圖將實物電路補充完整．（導線不能交叉）
（3）閉合開關(guān)前，圖1中滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于左（選填“左”或“右”）端．
（4）小剛同學閉合開關(guān)，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)（如圖2所示）為2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖1中滑片P向右（選填“左”或“右”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（5）小麗同學移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖3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．

Answer 1

分析 （1）為防止連接最后一根導線時，電路中電流過大燒壞用電器，在連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開；根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出燈泡額的電流的大約值來確定電流表的量程；根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，求出燈泡正常工作時，滑動變阻器兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的電阻，即可選擇合適的滑動變阻器；
（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)，電流串聯(lián)在電路中；
（3）為防止閉合開關(guān)時，電路中電流過大燒壞用電器，保護電路的滑動變阻器處于最大阻值處；
（4）根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出其實數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點判斷滑動變阻器滑片移動的方向；
（5）根據(jù)圖象讀出2.5V時通過燈泡的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：
（1）為保護電路，在連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
燈泡正常工作時的電壓U_L=2.5V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
根據(jù)歐姆定律可得，此時電路中的電流約為：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
因電流表的量程為0～0.6A；
根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
滑動變阻器分壓U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑動變阻器接入電路中的電阻約為：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω＞10Ω，
故滑動變阻器應(yīng)選R₂．
（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)，電流表0.6的接線柱與開關(guān)的右接線柱相連，如下圖所示：

（3）閉合開關(guān)前，保護電路的滑動變阻器的滑片處于最大阻值處的左端；
（4）電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，燈泡兩端的電壓為2V；
要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)增大燈泡兩端的電壓到2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知，應(yīng)減小滑動變阻器分得的電壓，即減小滑動變阻器接入電路的電阻，故滑片向右端移動．
（5）由圖象可知，燈泡的額定電流為0.2A，燈泡的額定功率P=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：
（1）斷開；0.6；R₂；
（2）如上圖所示；
（3）左；
（4）2；右；
（5）0.5．

點評 本題考查了電表量程的選擇和連接以及讀數(shù)、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�？嫉膬�(nèi)容．