Question

12．曉晴在測額定電壓是2.5V小燈泡電功率的實驗中

（1）為完成實驗，請用筆畫線代替導線，將甲圖連接完整．
（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應調至最右（填“左”或“右”）端．若開關閉合后，發現無論怎樣調節滑動變阻器，小燈泡發光較暗且亮度-直不變，則故障原因是將滑動變阻器的下面兩個接線柱連入了電路中．
（3）故障排除后，調節滑動變阻器的滑片，當電壓表示數為2V時，電流表示數如圖乙所示，此時通過小燈泡的電流為0.22A．若要測量小燈泡的額定功率，應移動滑動變阻器的滑片直到電壓表示數為2.5V為止．
（4）移動滑動變阻器的滑片，記下多組電流表及對應電壓表的示數，并畫出圖丙所示的I-U圖象，從圖象可算出小燈泡的額這功率為0.625W．
（5）若小燈泡的某次電壓為額定電壓為$\frac{1}{2}$，以下關于該次實際功率P，與額定功率P₀的數值關系，你認為最有可能的是B
A．P₁=$\frac{1}{2}$P₀ B．P₁=$\frac{1}{3}$P₀  C．P₁=$\frac{1}{4}$P₀   D．P₁=$\frac{1}{5}$P₀．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器接線柱按一上一下的原則串聯接入電路中；
（2）閉合開關前，滑片應置于阻值最大的位置；
根據小燈泡發光較暗且亮度一直不變，由歐姆定律判斷出電路中總電阻的大小情況，從而確定故障所在；
（3）根據電流表小量程讀數；燈在額定電壓才能正常工作；
（4）由圖丙找出額定電壓下的電流大小，根據P_L=U_LI求燈的額定功率；
（5）由圖丙的I-U圖象，運用圖象法求出當實際電壓為額定電壓的$\frac{1}{2}$時燈的實際功率，從而確定實際功率與額定功率的關系．

解答 解：（1）將變阻器金屬桿的左接線柱與電源的負極相連，如下圖所示：

（2）若開關閉合后，發現無論怎樣調節滑動變阻器，小燈泡發光較暗且亮度直不變，說明電路為通路，電路中的電流很小卻保持不變，根據歐姆定律，電路的總電阻較大且不變，所以，故障原因是將滑動變阻器的下面兩個接線柱連入了電路中，從而使滑動變阻器失去了變阻的作用；
（3）在圖乙中，電流表小量程分度值為0.02A，示數為0.22A；燈在額定電壓下才能正常工作，所以應移動滑片直到電壓表示數為2.5V為止；
（4）根據 圖丙，燈的額定電壓下的電流為0.25A，燈的額定功率P_L=U_L×I=2.5V×0.25A=0.625W；
（5）在圖丙的I-U圖象中，找出當實際電壓為額定電壓為$\frac{1}{2}$，即U_實=$\frac{1}{2}$×2.5V=1.25V時對應的電流大小
I_實≈0.17A，則此時

燈的實際功率P₁=U_實I_實=1.25V×0.17A=0.2125W，燈的實際功率與額定功率之比$\frac{{P}_{1}}{{P}_{0}}=\frac{0.2125W}{0.625W}$=$\frac{0.17}{0.5}≈\frac{1}{3}$，即P₁=$\frac{1}{3}$P₀，該次實際功率P₁與額定功率P₀的數值關系最有可能的是B．
故選B．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）右；將滑動變阻器的下面兩個接線柱連入了電路中；
（3）0.22；2.5；
（4）0.625；
（5）B．

點評 本題測燈的電功率，考查電路的連接、實驗注意事項、反常現象的分析、額定功率的計算及運用圖象的方法解決實際問題的能力，特別是最后一問學生往往不易確定答案，而借用圖象使問題的解決變得簡單．