Question

8．在“测定小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω左右，可供选用的滑动变阻器R₁和R₂的最大阻值分别为10Ω、50Ω，实验电路如图甲所示．

（1）应该选用的滑动变阻器是R₂（填“R₁”或“R₂”）．
（2）电路正确连接后．闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是C 
A．更换小灯泡　　　　　　  B．检查电路是否断路
C．向左移动滑动变阻器滑片　  D．向右移动滑动变阻器滑片
（3）小明同学实验时，所用的电压表量程是0～3V，但刻度模糊不清，无法直接读出实验数据，却能从0～15V挡的刻度线看出指针停在11.5V处，则加在电压表两端的实际电压为2.3V．
（4）如图乙是根据实验数据绘成的U-I图象．根据图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．当滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡的电阻将变大．
（5）继续移动滑片，小灯泡突然熄灭，此时电流表示数为0，而电压表有示数，那么发生的故障是灯泡断路，此时电压表的示数是6 V．

Answer 1

分析 （1）知道灯泡额定电压和电阻，求出灯泡额定电流．
滑动变阻器与灯泡串联．根据测量电路电压特点，求出灯泡正常工作时，滑动变阻器的电压，求出滑动变阻器的电阻．
（2）灯泡不亮，电流表有示数，灯泡可能短路或电流太小．如果再移动滑动变阻器滑片，灯泡还不发光，电流也不变时，灯泡短路；如果移动滑片，灯泡变亮，电流表示数变大，说明电流太小．所以接下来移动滑片，使总电阻减小，确定灯泡不亮的原因．
（3）电压表大量程是小量程的5倍，同一刻度线电压表大量程示数是小量程示数的5倍，根据电压表大量程示数可以求出小量程示数．
（4）根据图象获得灯泡为2.5V时的电流，根据P=UI，计算额定功率．
滑片左移，滑动变阻器接入电路的长度变短，电阻变小，总电阻变小，电路电流增大，灯泡电压增大，温度升高，灯丝电阻增大．
（5）当灯泡电压超过额定电压会烧坏灯泡，电压表串联在电路中，电压表测电源电压

解答 解：（1）灯泡正常工作时，I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
滑动变阻器电压为：U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑动变阻器电阻为：R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω．故选择滑动变阻器R₂．
（2）电流表有示数，灯泡不亮，首先通过左移滑片，减小电路电阻，增大电路电流，来判断灯泡短路还是电路电流太小造成的灯泡不亮，故选C．
（3）电压表0～15V量程是电压表量程是0～3V的5倍，电压表量程是0～15V量程的刻度线看出指针停在11.5V处，则加在电压表两端的实际电压为：$\frac{1}{5}$×11.5V=2.3V；
（4）由图象找到灯泡2.5V的电流为0.2A，故灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
左移滑片，滑动变阻器电阻减小，总电阻减小，电流增大，灯泡电压增大，灯丝温度升高，电阻增大．
（5）继续左移，灯泡电压增大超过灯泡额定电压，烧断灯丝，电路断路，电流表示数为0，电压表串联在电路中，测电源电压，示数为6V；
故答案为：（1）R₂；（2）C；（3）2.3；（4）0.5；大；（5）灯泡断路；6．

点评 本题考查了滑动变阻器的使用和规格的选择、欧姆定律和电功率公式的应用等，这些知识点是伏安法测功率中最常见的内容，也是常考的内容．