Question

5．婧婧和欣欣兩位同學各自進行“測定小燈泡電功率”的實驗，如圖所示．實驗中使用的小燈泡村有“2.5V”字樣，滑動變阻器標有“20Ω  2A”字樣，電源電壓為10V且不變．
①婧婧同學正確連接電路，閉合開關，移動變阻器的滑片，小燈泡始終不亮．欣欣幫助查找電路故障時發(fā)現(xiàn)，電流表示數(shù)為0，電壓表求數(shù)為10V．若電路只有一處故障且只發(fā)生在小燈泡或滑動變阻器上，電路故障應當是小燈泡斷路．
②欣欣同學排除故障后，正確連接電路，閉合開關后，向左移動變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)將增大（選填“增大”、“減小”、“不變”）；當變阻器的滑片在四分之三位置（即電阻圈連入電路的部分），小燈泡正常發(fā)光，小燈泡的額定功率為1.25W．

Answer 1

分析 ①閉合開關燈泡不亮，可能是燈泡斷路或短路或燈泡之外的電路斷路；電流表示數(shù)為0，可能是電路斷路；電壓表示數(shù)為電源電壓10V，說明電壓表與電源兩端是連通的，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；綜合分析知電路故障原因是：小燈泡斷路；
②根據(jù)滑片向左移動，連入電路中的電阻大小變化，由分壓原理確定電壓表示數(shù)變化；根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，求出電路中的電流大小，根據(jù)P=UI求燈的額定功率．

解答 解：①由上面的分析，電路只有一處故障且只發(fā)生在小燈泡或滑動變阻器上，電路故障應當是小燈泡斷路；
②滑片向左移動，連入電路中的電阻變小，由分壓原理，變阻器分得的電壓減小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，燈的電壓，即電壓表的示數(shù)將增大；
當變阻器的滑片在四分之三位置（即電阻圈連入電路的部分），即連入電路中的電阻大小為：
R_滑=$\frac{3}{4}$×20Ω=15Ω時，
即小燈泡正常發(fā)光，燈分得的電壓為2.5V，變阻器的電壓為：
U_滑=10V-2.5V=7.5V，通過變阻器的電流為：
I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}=\frac{7.5V}{15Ω}$=0.5A，即通過燈的電流大小，
所以小燈泡的額定功率為：
P=UI=2.5V×0.5A=1.25W．
故答案為：①小燈泡斷路；
②增大；1.25．

點評 本題測燈的電功率，考查電路故障的分析、實驗操作過程及燈額定功率的計算，難度中等．