Question

11．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）．

（1）为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用B．
A．“10Ω 0.5A”的滑动变阻器      
B．“50Ω 0.5A”的滑动变阻器
（2）小华连接了如图所示的电路，闭合开关前，小明发现有一根导线连接错误，请你用笔在图中这根导线上画“×”，并重新画一根正确连接电路的导线．
（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是灯泡断路．
（4）排除故障后，经过多次实验，根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图丙所示）．分析图象可知：
①小灯泡的额定功率为0.625W．
②实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡不发光，根据图象分析其原因是灯泡实际电功率太小．

Answer 1

分析 （1）由题根据串联电路特点和欧姆定律计算灯泡正常工作时滑动变阻器连入的阻值，从而选择合适的滑动变阻器；
（2）本实验中电压表应与灯泡并联测其两端电压，滑动变阻器一上一下串联入电路中，由此分析改接电路；
（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，说明电路有断路，再根据电压表有示数分析判断；
（4）①分析图象，得出小灯泡额定电压对应的电流，利用P=UI求出电功率；
②灯泡亮度由实际功率决定，由此分析解答．

解答 解：
（1）根据I=$\frac{U}{R}$可得灯泡正常工作时的电流约为：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{12Ω}$≈0.21A，
根据串联电路特点和欧姆定律可得，此时滑动变阻器连入电路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{L}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.21A}$≈16.7Ω，故选用滑动变阻器B；
（2）测定小灯泡的电功率的实验中，电压表应与灯泡并联，滑动变阻器一上一下串联入电路中，由图知电压表串联入电路中，改接电路如图所示：
；
（3）连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，说明电路中有断路，电压表有示数，说明电压表到电源间是通路，则故障的原因可能是灯泡断路；
（4）①由小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象可知：
当电压为2.5V时，电流为0.2A，所以灯泡额定功率为：
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
②根据灯泡的亮度由实际功率决定，由图象知，当灯泡两端电压小于0.5V时，电流为0.1A，由P=UI知灯泡实际功率非常小，所以灯泡不发光．
故答案为：（1）B；（2）见上图；（3）灯泡断路；（4）①0.625；②灯泡实际电功率太小．

点评 此题是测定小灯泡的电功率的实验，综合考查了串联电路特点和欧姆定律应用，电路的连接、功率计算等．要能从图象中获取有用数据．