Question

12．晓晴在测额定电压是2.5V小灯泡电功率的实验中

（1）为完成实验，请用笔画线代替导线，将甲图连接完整．
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至最右（填“左”或“右”）端．若开关闭合后，发现无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡发光较暗且亮度-直不变，则故障原因是将滑动变阻器的下面两个接线柱连入了电路中．
（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，此时通过小灯泡的电流为0.22A．若要测量小灯泡的额定功率，应移动滑动变阻器的滑片直到电压表示数为2.5V为止．
（4）移动滑动变阻器的滑片，记下多组电流表及对应电压表的示数，并画出图丙所示的I-U图象，从图象可算出小灯泡的额这功率为0.625W．
（5）若小灯泡的某次电压为额定电压为$\frac{1}{2}$，以下关于该次实际功率P，与额定功率P₀的数值关系，你认为最有可能的是B
A．P₁=$\frac{1}{2}$P₀ B．P₁=$\frac{1}{3}$P₀  C．P₁=$\frac{1}{4}$P₀   D．P₁=$\frac{1}{5}$P₀．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器接线柱按一上一下的原则串联接入电路中；
（2）闭合开关前，滑片应置于阻值最大的位置；
根据小灯泡发光较暗且亮度一直不变，由欧姆定律判断出电路中总电阻的大小情况，从而确定故障所在；
（3）根据电流表小量程读数；灯在额定电压才能正常工作；
（4）由图丙找出额定电压下的电流大小，根据P_L=U_LI求灯的额定功率；
（5）由图丙的I-U图象，运用图象法求出当实际电压为额定电压的$\frac{1}{2}$时灯的实际功率，从而确定实际功率与额定功率的关系．

解答 解：（1）将变阻器金属杆的左接线柱与电源的负极相连，如下图所示：

（2）若开关闭合后，发现无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡发光较暗且亮度直不变，说明电路为通路，电路中的电流很小却保持不变，根据欧姆定律，电路的总电阻较大且不变，所以，故障原因是将滑动变阻器的下面两个接线柱连入了电路中，从而使滑动变阻器失去了变阻的作用；
（3）在图乙中，电流表小量程分度值为0.02A，示数为0.22A；灯在额定电压下才能正常工作，所以应移动滑片直到电压表示数为2.5V为止；
（4）根据 图丙，灯的额定电压下的电流为0.25A，灯的额定功率P_L=U_L×I=2.5V×0.25A=0.625W；
（5）在图丙的I-U图象中，找出当实际电压为额定电压为$\frac{1}{2}$，即U_实=$\frac{1}{2}$×2.5V=1.25V时对应的电流大小
I_实≈0.17A，则此时

灯的实际功率P₁=U_实I_实=1.25V×0.17A=0.2125W，灯的实际功率与额定功率之比$\frac{{P}_{1}}{{P}_{0}}=\frac{0.2125W}{0.625W}$=$\frac{0.17}{0.5}≈\frac{1}{3}$，即P₁=$\frac{1}{3}$P₀，该次实际功率P₁与额定功率P₀的数值关系最有可能的是B．
故选B．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）右；将滑动变阻器的下面两个接线柱连入了电路中；
（3）0.22；2.5；
（4）0.625；
（5）B．

点评 本题测灯的电功率，考查电路的连接、实验注意事项、反常现象的分析、额定功率的计算及运用图象的方法解决实际问题的能力，特别是最后一问学生往往不易确定答案，而借用图象使问题的解决变得简单．