Question

9．電學測量型實驗
在“測定小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω，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）求出燈正常工作時的電流，由串聯電路電壓的特點得出變阻器的電壓，根據歐姆定律求出變阻器的最小阻值；
（2）根據“閉合開關前，為保護電路，滑動變阻器連入電路中的電阻最大”作答；
（3）根據電壓表大小量程之比確定示數大��；
（4）根據圖象找到燈在額定電壓下的電流，根據P_額=U_額I_額求燈的額定功率；根據分壓原理確定滑片移動后燈電壓的變化，得出燈絲的溫度變化，根據燈絲的電阻隨溫度的升高而變大作答；
（5）當電壓增大到一定程度時，將燒壞燈泡而導致電壓表串聯在電路中，根據分壓原理確定電壓表的示數．

解答 解：（1）燈正常工作時的電流大小I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，變阻器要分去的電壓U_滑=6V-2.5V=3.5V，故滑動變阻器的阻值至少為R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω＞10Ω，所以變阻器應選用R₂；
（2）電路正確連接后．閉合開關，電流表有示數，說明電路為通路；發現小燈泡不亮，說明電路中電流較小，電阻中的電阻較大，燈的實際功率較小，所以應左移動滑動變阻器的滑片減小電路中的電阻，增大電流，看燈是否發光；
答案
（3）使用電壓表大、小量程，指針在同一位置對應的電壓之比為$\frac{15V}{3V}$=$\frac{5}{1}$，所以從0～15V擋的刻度線看出指針停在11.5V處，小量程的讀數應為$\frac{1}{5}$×11.5V=2.3V；
（4）根據圖乙圖象，當電壓為2.5V時，電流大小為0.2A，則燈的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
當滑片向左移動時，變阻器連入電路中的電阻減小，根據分壓原理，變阻器的電壓減小，由串聯電路　電壓的特點，燈的電壓增大，由圖象知，通過燈的電流也增大，根據P_額=U_額I_額燈的功率增大，溫度升高，燈的電阻變大；
（5）繼續移動滑片，當燈兩端的電壓增大到額定電壓的$\frac{1}{5}$時，將燒壞小燈泡，小燈泡熄滅，而導致電壓表串聯在電路中．因電壓表內阻很大，根據歐姆定律一，此時電流表示數幾乎為0；由分壓原理，電壓表分得幾乎電源電壓，所以電壓表的示數為6V．
故答案為：
（1）R₂；
（2）C； 
 （3）2.3；
（4）0.5；大； 
（5）燈泡斷路；  6．

點評 本題測定小燈泡電功率，考查器材的選擇、操作過程，電壓表的讀數、額定功率的計算、影響電阻大小的因素、故障的分析等知識，是中考的熱點問題，要熟練掌握．