Question

16．小明做“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，電源電壓恒為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V．

（1）按圖甲連好電路，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零，其故障原因可能是燈泡短路．
（2）排除故障后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P到某處，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2.2V，要測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向左端移動(dòng)．
（3）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是0.5W．此時(shí)小燈泡的電阻為12.5Ω，滑動(dòng)變阻器消耗的功率是0.4W．
（4）小明用另一個(gè)小燈泡（額定電壓為U₀）又做一次實(shí)驗(yàn)，并繪制出I-U圖象，如圖丙所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，燈絲的電阻將變小；A、B兩點(diǎn)小燈泡的電功率P_A＞4P_R．（選填“＞”、“=”或“＜”）

Answer 1

分析 （1）電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路為通路，燈泡不亮可能是燈斷路或短路；電壓表無(wú)示數(shù)，可判斷出可能的故障為與電壓表并聯(lián)的燈泡短路了；
（2）額定功率指燈泡在額定電壓下發(fā)揮的功率，通過(guò)移動(dòng)滑片使小燈泡電壓表的示數(shù)等于燈泡的額定電壓，這樣計(jì)算出來(lái)的功率才是額定功率；
（3）根據(jù)圖象讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)P=UI計(jì)算出功率；根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出電阻，根據(jù)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓和電流求出滑動(dòng)變阻器的功率；
（4）根據(jù)電阻的變化判定功率的大�。�

解答 解：（1）經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮電壓表無(wú)示數(shù)，電流表有示數(shù)，其故障原因可能是燈泡短路；
（2）電壓表的示數(shù)顯示2.2V，低于燈泡的額定電壓2.5V，要測(cè)量額定功率，必須提高電壓，也就是增大電路中的電流，減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，滑片應(yīng)向左移動(dòng)；
（3）由圖可知，電流表的示數(shù)為0.2A，則小燈泡的功率為：P=U_LI=2.5V×0.2A=0.5W；燈泡的電阻為：R=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：U'=4.5V-2.5V=2V，滑動(dòng)變阻器的功率為：P'=U'I=2V×0.2A=0.4W；
（4）由圖可知：燈絲的電阻是變化的；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，電路中的電流減小，燈泡的功率減小，燈絲的電阻將減��；根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在電阻不變時(shí)，電壓變?yōu)樵瓉?lái)的一半，功率會(huì)變?yōu)樵瓉?lái)的四分之一，當(dāng)電壓減小時(shí)，電阻也會(huì)減小，故A、B兩點(diǎn)小燈泡的電功率P_A＞4P_R．
故答案為：（1）燈泡短路；（2）左；（3）0.5；12.5；0.4；（4）變�。唬荆�

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了滑動(dòng)變阻器的使用、電壓表的使用等．在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，本題考查的內(nèi)容屬于基礎(chǔ)性的內(nèi)容．