Question

11．在“測定小燈泡的電功率”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左右，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1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(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表、電壓表都有示數(shù)，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）小葉同學閉合丌關，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)如圖2所示．若他想測量小燈泡的額定功率，應將圖1中滑片P向左（選填“左”或“右”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時電流表的示數(shù)如圖3所示，其示數(shù)為0.24A，則小燈泡的額定功率是0.6W．
（4）繼續(xù)移動滑片，小燈泡突然熄滅，此時電流表示數(shù)為0，而電壓表有示數(shù)，那么發(fā)生的故障是：小燈泡或者燈座斷路，此時電壓表的示數(shù)是6V．

Answer 1

分析 （1）先由歐姆定律求燈正常發(fā)光時的電流，根據串聯(lián)電壓的規(guī)律再求出變阻器連入電路中的電阻大小，確定變阻器的規(guī)格；
（2）為保護電路安全，連接電路時變阻器的最大電阻連入了電路，據此分析；
（3）燈在額定電壓下正常發(fā)光，根據圖中電壓表小量程讀數(shù)，比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小，根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確滑片移動的方向；根據圖3電流表小量程讀數(shù)，根據P=UI求燈的額定功率；
（4）燈熄滅，若電流表示數(shù)為0，說明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)接，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的燈泡所在支路斷路了；

解答 解：（1）電源電壓為6V．小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω左右，燈的額定電流約為：
I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈正常發(fā)光時，變阻器分得的電壓：
U_滑=U_總-U_L=6V-2.5V=3.5V，根據歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，
變阻器連入電路中的電阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，故選用最大阻值為50Ω的變阻器R₂；
（2）為保護電路安全，連接電路時變阻器的最大電阻連入了電路，閉合開關，由歐姆定律，電路中電流較小，小燈泡不亮，但電流表、電壓表都有示數(shù)，接下來應進行的操作是：向左移動滑動變阻器滑片，觀察燈是否發(fā)光；選C；
（3）燈在額定電壓下正常發(fā)光，圖中電壓選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V，小于燈的額定電壓2.5V，應增大燈的電壓，根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向左移動，直到電壓表示數(shù)為額定電壓2.5V；此時電流表的示數(shù)如圖3所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，其示數(shù)為0.24A，則小燈泡的額定功率是：
P=UI′=2.5V×0.24A=0.6W；
（4）經分析，繼續(xù)移動滑片，小燈泡突然熄滅，此時電流表示數(shù)為0，而電壓表有示數(shù)，那么發(fā)生的故障是：小燈泡或者燈座斷路，此時電壓表與電源連通，電壓表的示數(shù)是6V．
故答案為：（1）R₂；（2）C；（3）左；  2.5； 0.24； 0.6； （4）小燈泡或者燈座斷路；  6．

點評 本題測定小燈泡的電功率，考查器材的選擇、反�，F(xiàn)象的分析、操作過程，電流表讀數(shù)、額定功率的計算及故障的分析．