Question

16．在測定“小燈泡電功率”的實驗中，小明所在的實驗小組用的電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．可供選用的滑動變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10Ω、50Ω．他們所設(shè)計的實驗電路如圖1所示．

（1）在連接電路時，開關(guān)應處于斷開狀態(tài)，應該選用的滑動變阻器是R₂ （選填“R₁”或“R₂”）．
（2）請你用筆畫線代替導線，按照電路圖將實物電路補充完整．（導線不能交叉）
（3）小剛同學閉合開關(guān)，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)（如圖2所示）為2V．
V，若他想測量小燈泡的額定功率，應將圖中滑片P向右 （選填“左”或“右”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（4）小麗同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖所示的I-U圖象（圖3），根據(jù)圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5 W．

Answer 1

分析 （1）由歐姆定律求出燈正常時的電流大小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及歐姆定律求出燈正常工作時變阻器連入電路中的電阻大小，確定變阻器的規(guī)格；
（2）由燈的額定電壓確定電壓表量程與燈并聯(lián)，由燈正常工作時的電流確定電流表選用的量程與燈串聯(lián)；
（3）燈在額定電壓下正常發(fā)光，根據(jù)圖2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(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確滑片移動的方向；
 （4）根據(jù)圖3找到額定電壓下的電流，根據(jù)P=UI求燈的額定功率．

解答 解：（1）實驗小組用的電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω，由歐姆定律，燈正常工作時的電流大�。�
I=$\frac{{U}_{L}}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
當燈正常發(fā)光時，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：
U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律和歐姆定律，變阻器連入電路中電阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，
故應選用選用的滑動變阻器最大阻值為50Ω的R₂做實驗；
（2）由（1）知，燈的額定電壓為2.5V，正常工作時的電流為0.25A，電壓表、電流表均選用小量程，注意電表正負接線柱的接法，如下所示：

（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2V，小于燈的額定電壓2.5V，應增大燈的電壓，根據(jù)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，故滑片向右移動，直到電壓表示數(shù)為額定電壓；
（4）由圖3繪制成圖所示的I-U圖象知，燈的額定電壓為2.5V時的電流為0.2A，則燈的額定功率：
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：（1）R₂（2）如上所示；（3）2V；右；（4）0.5．

點評 本題測定小燈泡電功率，考查器材的選擇、電路的連接、電表讀數(shù)、操作過程及額定功率的計算，為電學的重要內(nèi)容．