Question

4．小華同學(xué)做“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材齊全并完好，電源電壓6V不變，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有A，B兩個(gè)（A標(biāo)有“10Ω 1A”的字樣，B標(biāo)有“20Ω 1A”的字樣），待測(cè)小燈上只有所標(biāo)“2.5V”字樣清晰可見(jiàn)．小華選用其中一個(gè)滑動(dòng)變阻器與電源、小燈泡、電流表、電鍵正確連接電路后，再將電壓表并聯(lián)在電路中．閉合電鍵前使滑動(dòng)變阻器接入電路電阻最大，然后閉合電鍵，通過(guò)移移動(dòng)變阻器的滑片測(cè)得小燈在不同電壓下的電流，并將數(shù)據(jù)記錄在表中．．

物理量	電壓U/V	電流I/A
1	4.0	0.20
2	3.5	0.22
3	2.5	0.28

①請(qǐng)畫(huà)出小華同學(xué)的實(shí)驗(yàn)電路圖
②判斷小燈泡正常發(fā)光的方法是當(dāng)電壓表示數(shù)為3.5V時(shí)，小燈正常發(fā)光．
③小華在實(shí)驗(yàn)中選用的滑動(dòng)變阻器是“20Ω1A”
④小燈泡的額定功率為P_額=U_額I'=2.5V×0.22A=0.55W（請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

分析 ①根據(jù)題意確定各電路元件的連接方式，然后作出電路圖．
②燈泡在額定電壓下正常發(fā)光，根據(jù)電壓表示數(shù)可以判斷燈泡是否發(fā)光．
③由表格數(shù)據(jù)，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算變阻器連入的最大電阻值，從而確定其規(guī)格；②根據(jù)圖示電壓表確定其量程與分度值，讀出其示數(shù)，求出電源電壓．
④求出燈泡額定電壓，應(yīng)用P=UI可計(jì)算小燈泡的電功率．

解答 解：
①由題知，逐步移動(dòng)滑片P，電壓表的示數(shù)增大，電流表示數(shù)減小，由此可知電壓表測(cè)的是滑動(dòng)變阻器兩端電壓，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：
；
②燈泡在額定電流下正常發(fā)光，由燈泡銘牌可知，燈泡額定電壓為2.5V，當(dāng)電壓表示數(shù)為6V-2.5V=3.5V時(shí)，小燈正常發(fā)光．
③根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，當(dāng)變阻器連入阻值最大時(shí)，分得電壓最大，由表格數(shù)據(jù)知，電壓表示數(shù)最大為4V，
由歐姆定律可得此時(shí)變阻器連入阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{4V}{0.20A}$=20Ω，故變阻器應(yīng)選擇的規(guī)格是：“20Ω 1A”；
④由電路圖，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)知，當(dāng)燈泡兩端電壓等于額定電壓2.5V時(shí)，變阻器兩端電壓：
U_R′=U-U_額=6V-2.5V=3.5，
由表格數(shù)據(jù)可知，此時(shí)電路中電流：I'=0.22A，
所以燈泡的額定功率：
P_額=U_額I'=2.5V×0.22A=0.55W．
故答案為：①見(jiàn)上圖；②當(dāng)電壓表示數(shù)為3.5V時(shí)，小燈正常發(fā)光；③“20Ω 1A”；④P_額=U_額I'=2.5V×0.22A=0.55W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)、滑動(dòng)變阻器規(guī)格的選擇以及功率的計(jì)算，由實(shí)驗(yàn)操作和已知條件確定電壓表所測(cè)電壓，從而設(shè)計(jì)出電路圖是關(guān)鍵．