Question

【題目】在“測定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻大約為20Ω，可供選用的滑動(dòng)變阻器R1和R 2的最大阻值分別為20Ω、40Ω，實(shí)驗(yàn)電路如圖（1）所示．
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電路圖（1）連接完整 ， 要求向左移動(dòng)滑片時(shí)電壓表示數(shù)變��；經(jīng)過判斷可知本實(shí)驗(yàn)應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是（選填“R1”或“R2”）．
（2）如圖（2）是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪成的U﹣I圖象．根據(jù)圖象提供的信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是W；某同學(xué)誤將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，如圖（3）所示，他從滑片置于最右端時(shí)開始記錄第1組數(shù)據(jù)，逐漸調(diào)節(jié)滑片測得多組數(shù)據(jù)并描繪出U﹣I圖象如圖（4）所示．實(shí)際上小燈泡兩端的電壓太高會(huì)縮短燈泡的壽命，為使實(shí)驗(yàn)中小燈泡兩端電壓不超過3.5V，則滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值為Ω（保留一位小數(shù)）．
（3）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小聰向老師要了一個(gè)已知阻值為R 0的電阻和一個(gè)單刀雙擲開關(guān)，借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖（5）所示的電路，也測出了燈泡的額定功率．請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟： ①閉合開關(guān)S1 ， S 2與觸點(diǎn)1接觸，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表A的示數(shù)為；
② ， 閉合開關(guān)S1 ， S 2與觸點(diǎn)2接觸，；
③燈泡的額定功率表達(dá)式P額=（用已知量與測量量表示）．

Answer 1

【答案】
（1）；R2
（2）0.5；13.9
（3）；保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變；讀出電流表示數(shù)為I；2.5V×（I﹣ ）
【解析】解：（1）測定小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)將電流表、燈泡和變阻器串聯(lián)，滑片左移電壓表示數(shù)變小，說明電路中電流變小，電阻變大，所以應(yīng)將B接線接入電路中；燈泡正常發(fā)光電流約為：I= = =0.125A，所以電流表應(yīng)使用0﹣0.6A量程．實(shí)物連接如圖所示： ；
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得燈泡發(fā)光時(shí)變阻器連入電路的阻值：R= = =28Ω，所以應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器R2；（2）燈泡電壓等于其額定電壓時(shí)正常發(fā)光，由圖象知燈泡電壓為2.5V時(shí)，通過燈泡的電流為0.2A，所以燈泡的額定功率：P額=U額I=2.5V×0.2A=0.5W；為使實(shí)驗(yàn)中小燈泡兩端電壓不超過3.5V，根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于串聯(lián)的各分電壓之和可得：滑動(dòng)變阻器分得最小電壓U滑最小=U﹣UL最大=6V﹣3.5V=2.5V，由圖2可知：U滑=2.5V時(shí)，I最大=0.18A，根據(jù)歐姆定律得變阻器的最小阻值為：R滑最小= = ≈13.9Ω；（3）實(shí)驗(yàn)步驟：
①閉合開關(guān)S1 ， S 2與觸點(diǎn)1接觸，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表A的示數(shù)為：I= ；
②保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，閉合開關(guān)S1 ， S 2與觸點(diǎn)2接觸，讀出電流表示數(shù)為I；③在步驟①中，燈與R0并聯(lián)，電流表測R0的電流，移動(dòng)滑片應(yīng)使通過R0的電壓：U0=I0R0=2.5V，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，電流示數(shù)為： ；在步驟②中，滑片位置不變，燈仍正常發(fā)光，電流表測燈與R0的總電流，所以通過燈泡的電流為：I﹣ ；所以燈泡的額定功率表達(dá)式P額=U額I額=2.5V×（I﹣ ）．
所以答案是：（1）見上圖；R2；（2）0.5；13.9；（3）① ；保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變；讀出電流表示數(shù)為I；③2.5V×（I﹣ ）．