Question

13．用伏安法測(cè)小燈泡的電功率和正常發(fā)光時(shí)的電阻，已知燈的額定電壓為2.5V．

（1）在圖1中，已完成了一部分的電路連接，請(qǐng)你繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)電路的連接．
（2）按照實(shí)物圖畫出電路圖．
（3）在閉合開關(guān)之前，圖中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)放在左 端．
（4）測(cè)電功率的原理是P=UI；測(cè)電阻的原理是R=$\frac{U}{I}$．
（5）如果在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的時(shí)候，電壓表的示數(shù)如圖2所示，為了測(cè)定燈的額定功率，應(yīng)將滑片向右調(diào)節(jié)．
（6）調(diào)節(jié)滑片P，使燈正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖3所示，則燈泡的額定功率為0.5W，此時(shí)，燈泡的電阻為12.5Ω．

Answer 1

分析 （1）伏安法測(cè)當(dāng)燈泡電阻，電流表串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)．
（2）根據(jù)實(shí)物圖畫出電路圖時(shí)，可以根據(jù)電流流向法，按先串后并的原則進(jìn)行作圖．
（3）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
（4）測(cè)電功率的原理是P=UI；測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理為R=$\frac{U}{I}$；
（5）根據(jù)電壓表小量程讀數(shù)；比較電壓表示數(shù)與額定電壓大小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)和分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；
（6）根據(jù)圖3電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)P=UI求燈的額定功率，根據(jù)歐姆定律求燈的電阻．

解答 解：（1）因?yàn)殡娫措妷簽?V，所以電壓表量程選擇0～3V；電路中的最大電流無法確定，所以電流表選擇0～3A，然后把電流表串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如下圖所示：
（2）根據(jù)實(shí)物圖畫出電路圖時(shí)，按電流流向法，先畫出電源，從電源的正極出發(fā)依次畫出開關(guān)、電流表、燈泡、滑動(dòng)變阻器回到電源的負(fù)極，最后把電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端，如下圖所示：

（3）在閉合開關(guān)之前，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)最大，故滑動(dòng)變阻器的滑片最左端．
（4）測(cè)電功率的原理是依據(jù)P=UI，分別測(cè)出小燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流，再利用P=UI進(jìn)行計(jì)算可得；測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理為歐姆定律變形R=$\frac{U}{I}$，用電壓表測(cè)燈的電壓，用電流表測(cè)出通過其的電流大小，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$即可求出電阻的大��；
（5）圖2中，電壓表小量程分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V；因燈在額定電壓2.5V下正常發(fā)光，所以應(yīng)增大燈的電壓而減小變阻器的電壓，根據(jù)分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，即滑片向右移動(dòng)直到電壓表示數(shù)為2.5V；
（6）圖3中，電流表小量程分度值為0.02A，示數(shù)為0.2A，因此時(shí)燈正常發(fā)光，電壓為2.5V，所以燈的額定功率壓P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
燈正常發(fā)光時(shí)的電阻大小R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω．
故答案為：（1）如圖；（2）如圖；（3）左；（4）P=UI；R=$\frac{U}{I}$；（5）右；（6）0.5；12.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是用伏安法測(cè)小燈泡的電功率和正常發(fā)光時(shí)的電阻，要掌握電路的連接、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)原理、額定功率及電阻大小的計(jì)算等知識(shí)．