Question

17．在測(cè)量“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明所在的實(shí)驗(yàn)小組用的電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω，有兩個(gè)規(guī)格分別為：“5Ω1A”、“20Ω2A”的滑動(dòng)變阻器可供選擇．
（1）本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇規(guī)格為“20Ω2A”的滑動(dòng)變阻器．
（2）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，在圖甲中將實(shí)物電路補(bǔ)充完整． （導(dǎo)線不能交叉）
（3）連好電路，閉合開(kāi)關(guān)后，移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)（如圖乙）為2V，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向B （選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若小燈泡發(fā)生短路，則下列判斷正確的是C
A．電壓表有示數(shù)    B．小燈泡可能被燒壞
C．電流表有示數(shù)    D．電壓表和電流表都沒(méi)有示數(shù)
（5）小麗同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W．
（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明整理實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器的BP部分比PC部分熱，這是因?yàn)锽P部分與PC部分串聯(lián)，電流相等，并且BP部分比PC部分電阻大，根據(jù)焦耳定律可知，在通電時(shí)間相等的情況下，BP部分產(chǎn)生的熱量多．

Answer 1

分析 （1）已知燈泡額定電壓和電阻的大約值，根據(jù)歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值，據(jù)此判斷滑動(dòng)變阻器的規(guī)格；
（2）根據(jù)燈泡的額定電流確定電流表的量程，并將電流表與電源、燈泡串聯(lián)連接；
（3）根據(jù)電壓表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表的示數(shù)；比較電壓表示數(shù)與燈泡額定電壓的關(guān)系，即要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動(dòng)變阻器的電阻要減�。�
（4）燈泡短路時(shí)，電路中的總電阻變小，總電流變大，燈泡中沒(méi)有電流通過(guò)；
（5）根據(jù)I-U圖象讀出電壓表為2.5V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流，然后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（6）根據(jù)焦耳定律進(jìn)行分析．

解答 解：
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路中的電流：I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.25A}$=8Ω，大于滑動(dòng)變阻器“5Ω 1A”的最大阻值，因此應(yīng)選規(guī)格為“20Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器；
（2）將電流表的負(fù)接線柱與電源負(fù)極相連，如下圖所示：

（3）電壓表使用0～3V量程，每一個(gè)大格代表1V，每一個(gè)小格代表0.1V，電壓為2V；
要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從2V增大到2.5V，由I=I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$可知，電路的電流要增大，總電阻要減小，滑動(dòng)變阻器的電阻要減小，滑片應(yīng)向B端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（4）燈泡短路時(shí)，電壓表也被短路，電壓表、燈泡中都沒(méi)有電流通過(guò)，但電路中的總電阻變小，電流變大，因此電流表示數(shù)變大，燈泡和電壓表均完好，故選C；
（5）根據(jù)圖丙可知，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電路中的電流為0.2A，
故燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（6）由圖可知，BP部分與PC部分串聯(lián)，電流相等，并且BP部分比PC部分電阻大，根據(jù)焦耳定律可知，在通電時(shí)間相等的情況下，BP部分產(chǎn)生的熱量多．
故答案為：（1）“20Ω  2A”；（2）見(jiàn)上圖；（3）2；B；（4）C；（5）0.5；
（6）BP部分與PC部分串聯(lián)，電流相等，并且BP部分比PC部分電阻大，根據(jù)焦耳定律可知，在通電時(shí)間相等的情況下，BP部分產(chǎn)生的熱量多．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器的選擇、實(shí)物電路的連接、電流表的讀數(shù)、故障分析、功率計(jì)算以及從圖象獲取信息的能力，從圖象中獲取信息屬于中招的熱點(diǎn)，一定要掌握這種能力．