Question

初三某班同学到实验室做“测量小灯泡功率”的分组实验．待测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：
A．电源E（电压为6V）  B．电流表A（0～0.6A，0～3A）
C．电压表（0～3V，0～15V）  D．滑动变阻器R₁（5Ω，0.3A）
E．滑动变阻器R₂（50Ω，0.5A）  F．滑动变阻器R₃（500Ω，1A）
G．开关S，导线若干

（1）在图甲的虚线框内画出本实验应该采用的实验电路图；
（2）实验应该选用的最合适的滑动变阻器是______（填器材代号）；
（3）经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，电流表和电压表的示数如图乙所示，则小灯泡两端电压为______V，流过小灯泡的电流是______A，此时小灯泡的电阻是______Ω（结果保留二位小数）；
（4）改变滑动变阻器的阻值，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，根据记录的数据，小明画出小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象如图丙，根据图象提供的信息，小灯泡的额定功率为______W．

Answer 1

【答案】分析：（1）掌握测量小灯泡电功率的电路图画法，电流表串联在电路中，电压表与灯泡并联，滑动变阻器调节灯泡的电压和电流并保护电路；
（2）根据电源电压及小灯泡的额定电压和电阻值，计算出滑动变阻器的最大阻值进行判断；
（3）确定电压表和电流表的量程和分度值，读出电流、电压值，根据公式计算出电阻值；
（4）从图象中确定额定电压及对应的电流值，根据公式P=UI计算出额定功率．
解答：解：（1）要测量小灯泡的额定功率，需测出额定电压和电流，所以还要有滑动变阻器调节灯泡两端的电压，电路如图所示：
；
（2）由已知条件知，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，所以滑动变阻器两端的电压为U=6V-2.5V=3.5V
灯泡正常发光时的电路大约为I===0.25A；
所以滑动变阻器的最大阻值最小为R===14Ω，由滑动变阻器的规格知，可选择规格为50Ω，0.5A的变阻器；
（3）由图乙知，根据题意，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以示数为0.22A；
电压表量程应为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.8V；
则R==≈8.18Ω；
（4）由图象知，当电压为2.5V时，电流表示数为0.25A，所以P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案为：（1）如上图所示；（2）E（或R₂）；（3）1.8；0.22；8.18；（4）0.625．
点评：此题是“测量小灯泡功率”的实验，考查了有关电路图的画法，滑动变阻器规格的选择，涉及到了串联电路电流、电压的关系及欧姆定律，同时考查了电阻和电功率的计算．