Question

15．在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，選用如圖甲所示的器材，其中電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為12Ω）．

（1）為能順利完成該實驗探究，下列兩種規格的滑動變阻器應選用B：
A．“10Ω 0.5A”的滑動變阻器       B．“20Ω 0.5A”的滑動變阻器
（2）用筆畫線代替導線，將圖甲所示的實物電路連接完整．
（3）閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡始終不發光，電壓表有示數，電流表無示數，若電路只有一處故障，則故障原因可能是燈泡斷路．
（4）排除故障后，閉合開關，移動滑片，發現電壓表的示數如圖乙所示，其讀數是2.2V；為了測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片向B端移動（選填“A”或“B”），從丙圖可以看出，該小燈泡正常發光時的額定功率為0.5W．

Answer 1

分析 （1）根據電源電壓、燈泡額定電壓、燈泡電阻、確定燈泡額定電流，確定滑動變阻器兩端最大電壓，確定滑動變阻器的選擇．
（2）根據燈泡額定電壓，燈泡電阻確定電流表量程，把電流表串聯在電路中．
（3）燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數．則可能與電壓表并聯的電路斷路．
（4）根據電壓表量程，讀出電壓表示數，要測量燈泡額定功率，電壓表示數要變大，根據串聯分壓，滑動變阻器兩端電壓變小，滑動變阻器電阻變小．
根據圖丙，讀出額定電壓下的額定電流，由P=UI計算額定功率．

解答 解：（1）根據燈泡額定電壓2.5V、電阻約12Ω、電源電壓6V，則燈泡的額定電流I=$\frac{{U}_{燈}}{{R}_{燈}}$=$\frac{2.5V}{0.12Ω}$=0.2A，由U_滑=U-U_燈=6V-2.5V=3.5V，由R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω，所以滑動變阻器電阻最大阻值應該大于17.5Ω則應該選擇“20Ω  0.5A”．
（2）燈泡額定電流大約0.2A，電流表選擇0-0.6A量程，串聯在電路中，如圖所示：

（3）燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數．則可能與電壓表并聯的燈泡斷路．
（4）根據電壓表量程0-3V，分度值0.1V，則電壓表示數為2.2V，要測量燈泡額定功率，電壓表示數應變大到2.5V，根據串聯分壓，滑動變阻器兩端電壓變小，滑動變阻器電阻變小，所以滑片應向B端移動．
根據圖丙，當電壓為額定電壓U=2.5V時，電流I=0.2A，由該小燈泡正常發光時的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：（1）B；（2）見上圖；（3）斷；（4）2.2；B；0.5．

點評 本題考查了滑動變阻器規格的選擇、電路故障分析、電表的讀數、功率的計算、燈絲電阻與溫度的關系等問題，都是常考問題，要掌握好，本題屬于中檔題．