Question

17．在“測定小燈泡的電功率”實驗中，電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為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，實驗電路如圖甲所示．
 （1）應該選用的滑動變阻器是R₂（填“R₁”或“R₂”）．
（2）電路正確連接后．閉合開關，發現小燈泡不亮，但電流表有示數，接下來應進行的操作是C．
A．更換小燈泡　　　　　　     B．檢查電路是否斷路
C．向左移動滑動變阻器滑片　  D．向右移動滑動變阻器滑片
（3）小明同學實驗時，所用的電壓表量程是0～3V，但刻度模糊不清，無法直接讀出實驗數據，卻能從0～15V擋的刻度線看出指針停在11.5V處，則加在電壓表兩端的實際電壓為2.3V．
（4）如圖乙是根據實驗數據繪成的U-I圖象．根據圖象提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W．當滑動變阻器的滑片向左移動時，小燈泡的電阻將變大．
（5）繼續移動滑片，小燈泡突然熄滅，此時電流表示數為0，而電壓表有示數，那么發生的故障是燈泡斷路，此時電壓表的示數是6V．

Answer 1

分析 （1）由電路電流I=$\frac{U}{R}$計算燈泡額定電流，滑動變阻器與燈泡串聯．根據串聯電路特點和歐姆定律計算滑動變阻器的電阻．
（2）燈泡不亮，燈泡斷路或短路或實際功率過小；電流表有示數，說明電路不存在斷路；首先要考慮實際功率太小這種情況，所以應減小滑動變阻器的阻值，看燈泡是否發光．
（3）若指針偏轉角度相同，大量程的讀數為小量程讀數的5倍，據此分析即可．
（4）根據圖象獲得燈泡電壓為2.5V時的電流，根據P=UI，計算額定功率；
滑片左移，滑動變阻器接入電阻變大，電路總電阻變大，電路電流減小，燈泡電壓減小，溫度降低，燈絲電阻減�。�
（5）電路原來正常，燈泡突然熄滅，電流表示數為零，說明電路斷路，電壓表有示數，說明電壓表與電源連接，斷路位置在小燈泡處，電壓表示數為電源電壓

解答 解：（1）電源電壓U=6V，燈泡正常工作時，燈泡額定電$\frac{{U}_{額}}{{R}_{燈}}$：U_燈=2.5V，滑動變阻器兩端電壓：U_滑=6V-2.5V=3.5V，燈泡電阻約R_燈=10Ω，電路電流I=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{燈}}$=0.25A；滑動變阻器電阻大小至少為：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=14Ω，所以滑動變阻器應選R₂．
（2）燈泡不亮，燈泡斷路或短路或實際功率太��；電流表有示數，則首先要考慮是否由于燈泡的實際功率太小而造成，因此接下來應進行的操作是減小滑動變阻器的阻值，將滑片向左移動，并觀察燈泡是否發光．故選C．
（3）由電壓表的兩個量程關系可知，若指針偏轉角度相同，大量程的讀數為小量程讀數的5倍，所以電壓的實際值為$\frac{11.5V}{5}$=2.3V；
（4）由圖象知：燈泡電壓為額定電壓U=2.5V，電路電流I=0.2A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
滑片左移，滑動變阻器接入電路的長度變長，電阻變大，電路總電阻變小，電路電流增大，燈泡電壓減小，由P=UI，功率增大，溫度升高，燈絲電阻變大．
（5）電流表的示數為零，說明電路斷路，電壓表有示數說明電壓表與電源是連接的，燈泡不亮說明燈泡斷路，電壓表示數等于電源電壓U=6V．
故答案為：（1）R₂；（2）2.3；（3）C；（4）0.5；大；（5）燈泡斷路；6．

點評 本題測定小燈泡額定功率，考查器材的選擇、操作過程、影響電阻大小的因素、電功率的計算、常見故障的分析與判斷等知識，應熟練掌握．