Question

6．如圖所示，使用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材來(lái)測(cè)定小燈泡的電功率，已知小燈泡的額定電壓2.5伏．

（1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（2）把圖甲中所有的實(shí)驗(yàn)器材連接起來(lái)，構(gòu)成實(shí)驗(yàn)電路（注意：a．連線(xiàn)不得交叉，b．使用滑動(dòng)變阻器要求把A、D接線(xiàn)柱連入電路）．
（3）電流表用0～0.6A擋，電壓表使用0～3V擋，電鍵閉合后，它們的指針如圖乙所示，可知道通過(guò)小燈泡的電流為0.28A，它兩端的電壓為2V，此時(shí)燈泡消耗的功率為0.56W，其電阻值為7.14Ω．為了使小燈泡正常發(fā)光，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)向右方向移動(dòng)，它的額定功率為0.875W（小燈泡電阻不變）．

Answer 1

分析 （1）伏安法測(cè)燈泡的功率，電壓表與燈泡并聯(lián)測(cè)電壓，電流表與燈泡串聯(lián)測(cè)電流，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，根據(jù)各元件的連接方式，畫(huà)出電路圖；
（2）根據(jù)電路圖畫(huà)實(shí)物圖，從電源正極開(kāi)始，依次串聯(lián)各元件，最后把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，連接過(guò)程中，注意電壓表、電流表的量程，正負(fù)接線(xiàn)柱，注意滑動(dòng)變阻器選擇一上一下與電路圖中接入的部分對(duì)應(yīng)；
（3）電壓表和電流表的讀數(shù)：確定使用的量程，確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格各代表多少，知道燈泡的電壓和電流，根據(jù)P=UI計(jì)算功率，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算電阻；
燈泡兩端的電壓為2V，要使燈泡正常工作，燈泡要在2.5V電壓下工作，應(yīng)增大燈泡中的電流，減小電路的總電阻，減小滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算額定功率．

解答 解：（1）測(cè)定小燈泡的電功率，開(kāi)關(guān)控制電路，串聯(lián)在電路中，電流表與燈泡串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中起保護(hù)作用，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，根據(jù)各元件的連接方法，畫(huà)出電路如下圖：

（2）小燈泡的額定電壓2.5V，則電壓表選擇0～3V量程，電流表選擇0～0.6A量程；
根據(jù)電路圖畫(huà)實(shí)物圖，從電源的正極出發(fā)，按照電流的方向，依次串聯(lián)燈泡、滑動(dòng)變阻器、電流表、開(kāi)關(guān)到電源的負(fù)極，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，實(shí)物圖連接如下圖：
（3）電流表使用的0～0.6A量程，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，電流為0.28A；
電壓表使用的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；
小燈泡消耗的電功率為P=UI=2V×0.28A=0.56W；
小燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.28A}$≈7.14Ω；
電壓表測(cè)量燈泡電壓，燈泡兩端的電壓從2V增大到2.5V，電流要增大，總電阻要減小，滑動(dòng)變阻器的阻值減小，滑動(dòng)變阻器接入右半段，滑片向右移動(dòng)，使燈泡兩端的電壓為2.5V；
小燈泡正常發(fā)光，小燈泡兩端電壓等于額定電壓2.5V，P_額=U_額I_額=$\frac{{U}_{額}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{7.14Ω}$=0.875W．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）如上圖所示；（3）0.28A；2V；0.56W；7.14Ω；右；0.875W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了設(shè)計(jì)電路圖，根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，電流表和電壓表的讀數(shù)，功率和電阻的計(jì)算等，掌握電功率計(jì)算公式和其變形公式是解題的關(guān)鍵．