Question

為了測定額定電壓為2.5V的小燈泡的電功率，現(xiàn)提供如下器材：電壓表（量程有“0～3V”和“0～15V），電流表（量程有“0～0．6A”和“0～3A”）。滑動變阻器（規(guī)格分別為“10Ω1A”、 “20Ω2A” “50Ω1.5A”），開關(guān)，學(xué)生電源和若干條導(dǎo)線。

小芳同學(xué)連接完電路后閉合開關(guān)，把滑動變阻器的滑片從一端移動到另一端的過程中，測得了幾組數(shù)據(jù)，并描繪出如下圖像。若燈泡電阻和電源電壓在實驗過程中不變，請解答下列問題：

（1）下圖為小芳實驗連接的部分電路，請分析實驗得到的圖像，完成電路的連接。

（2）該燈泡的額定功率應(yīng)當(dāng)是          W，從實驗數(shù)據(jù)來看，小明所用的電源電壓是      V，所選的滑動變阻器的規(guī)格應(yīng)當(dāng)是          ；

（3）快要結(jié)束實驗時，他發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的示數(shù)同時增大，可能原因是      。

 

Answer 1

【答案】

（2）1.25；4；50Ω1.5A；（3）燈泡短路

【解析】

試題分析：（1）由圖象知：電流表示數(shù)隨電壓表示數(shù)的減小而增大，說明電路電阻減小時，電壓表并聯(lián)部分電阻是減小的，即電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，并且選擇0～15V量程．電路連接如下；

（2）①當(dāng)電壓表的示數(shù)為U₁=3.5V時，電路中的電流I₁=0.1A，

則電源的電壓U=U₁+I₁R_L=3.5V+0.1A×R_L，①

當(dāng)電壓表的示數(shù)為0時，電路中的電流I₂=0.8A，則電源的電壓U=I_最大R_L=0.8A×R_L，②

解由①②聯(lián)立的方程得：R_L=5Ω，

將燈泡電阻代入①得，電源電壓為U=4V，

②燈泡正常工作時，滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L額=4V-2.5V=1.5V，

有表格可知，燈泡的額定電流I_L額=0.5A，

燈泡的額定功率P_L額=U_L額I_L額=2.5V×0.5A=1.25W．

③由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)滑動變阻器兩端的電壓為U₁=3.5V時，電路中的電流I₁=0.1A，

滑動變阻器接入電路的阻值

故滑動變阻器的規(guī)格為50Ω 1.5A．

（3）因為電流表示數(shù)增大是電路電阻減小，電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，示數(shù)增大，不可能是滑動變阻器接入電路電阻增大，所以故障只能是燈泡短路．

所以答案為：

（1）電路連接如下：

（2）1.25；4；50Ω 1.5A；

（3）燈泡短路．

考點：測定小燈泡的電功率

點評：本題學(xué)生一般容易出錯，電源的電壓和滑動變阻器規(guī)格的確定都是難點，在類似的實驗題目中，不直接告訴我們選擇的量程，要根據(jù)相關(guān)的參數(shù)進行計算分析，考查了學(xué)生知識的綜合運用和分析的能力．