Question

20．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，小灯泡额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）．

（1）为能顺利完成该实验探究，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．“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
（2）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整．
（3）连接电路时，开关应断开，同时将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到A端（选填“A”或“B”），最后接入电路中的电路元件是电源．
（4）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．
（5）排除故障后，闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，其读数是2.2V；为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向B端移动（选填“A”或“B”）．
（6）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示．分析图象可知：
①该小灯泡正常发光时的额定功率为0.5W．
②小灯泡灯丝的电阻是变化的，主要是受温度变化的影响．

Answer 1

分析 （1）选择滑动变阻器的规格，要从电路需要滑动变阻器的最大电阻和电路允许通过的最大电流考虑：
滑动变阻器的最大阻值要稍大于电路需要滑动变阻器的最大阻值．
滑动变阻器允许通过的最大电流大于电路最大电流．
（2）把灯泡、滑动变阻器串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，注意滑动变阻器的接法；
（3）连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器滑片滑到阻值最大处；
（4）电流表无示数，说明电路有断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；
（5）看清量程和分度值，读出电压表示数；根据串联分压特点确定滑片移动方向；
（6）分析图象，得出小灯泡额定电压对应的电流，利用R=$\frac{U}{I}$得出电阻，利用P=UI求出电功率．

解答 解：（1）灯泡正常工作时电流为I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{12Ω}$≈0.2A．测定灯泡功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点得，灯泡正常工作时，滑动变阻器电压为：U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得滑动变阻器电阻为：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω．滑动变阻器应选“20Ω  0.5A”的滑动变阻器；
（2）把灯泡、滑动变阻器串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示；

（3）连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器滑片滑到阻值最大处，根据实际连接，滑片应处于A端；最后接入电路中的电路元件是电源；
（4）灯泡不亮，电流表无示数，说明电路有断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此与电压表并联的电路断路，即灯泡断路．
（5）电压表接的是0～3V量程，分度值为0.1V，此时示数为2.2V；该电压低于额定电压，为使电压达到额定电压，滑片应该向B端移动；
（6）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示．分析图象可知：
①当电压为2.5V时，电流为0.2A，额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
②小灯泡灯丝的电阻是变化的，主要是受温度影响．
故答案为：（1）B；（2）见上图；（3）A；电源；（4）灯泡断路；（5）2.2；B；（6）①0.5；②温度．

点评 此题主要考查学生对于测量小灯泡电功率实验的理解和掌握，熟知电路图、实验原理以及曲线图的分析是解题关键．