Question

11．莉莉利用如图1所示的实验电路图测量小灯泡的额定功率，已知待测小灯泡额定电压为4.5V，小灯泡额定功率约为1W，电源电压恒为6V．
①若有三个滑动变阻器，规格分别为R₁（5Ω 2A）、R₂（20Ω 1A）、R₃（100Ω 0.1A），则应选择R₂（选填“R₁”“R₂”或“R₃”）．
②闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最右（选填“最左”或“最右”）端．
③闭合开关，发现小灯泡不发光，但电流表，电压表均有示数，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡还是不发光，出现上述现象的原因可能是将变阻器的下面两个接线柱连入了电路．
④排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为4.5V时．电流表示数如图2所示，则小灯泡额定功率的测量值0.99W．
⑤若该小灯泡被烧坏了，断开开关后，某同学用规格为“4.5V  1.5W”的小灯泡替换已烧坏小灯泡． 闭合开关后，为使其两端电压达到额定电压，应让滑动変阻器的滑片向A端移动（选填“位置不变”、“向A端移动”或“向B端移动”）．

Answer 1

分析 ①求出灯正常工作时的电流，结合欧姆定律确定变阻器的选择；
②闭合开关前，变阻器连入电路中的电阻应最大；
③电流表，电压表均有示数，说明电路为通路，灯不发光是因为电路中电流太小，电路中电阻很大，据此分析判断；
④根据电流表小量程读数，根据P=UI求灯的额定功率；
⑤根据R=$\frac{{U}^{2}}{P}$确定换用的灯电阻的变化，根据分压原理确定滑片移动的方向．

解答 解：①灯正常工作时的电流I=$\frac{P}{U}=\frac{1W}{4.5V}$≈0.22A，电流表选用小量程，灯正常发光时的电压为4.5V，变阻器要分去U_变=6V-4.5V=1.5V的电压，变阻器的阻值至少R_变=$\frac{{U}_{变}}{I}=\frac{1.5V}{0.22A}$≈6.75Ω，结合变阻器的阻值和允许通过的电流大小，应选用R₂（20Ω 1A）；
②闭合开关前，变阻器连入电路中的电阻应最大，滑片应置于最右端；
③合开关，发现小灯泡不发光，但电流表，电压表均有示数，说明电路为通路，灯不发光是因为电路中电流太小，灯的实际功率远小于灯额定功率，根据欧姆定律，电路中电阻很大；无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡还是不发光，出现上述现象的原因可能是将变阻器的下面两个接线柱连入了电路；
④电流表小量程的分度值为0.02A，示数为0.22A，灯的额定功率P=UI=4.5V×0.22A=0.99W；
⑤某同学用规格为“4.5V 1.5W”的小灯泡替换已烧坏小灯泡，根据R=$\frac{{U}^{2}}{P}$，灯的额定功率增大，电阻减小，根据分压原理，此时灯两端的电压小于4.5V，闭合开关后，为使其两端电压达到额定电压，应增大灯的电压而减小变阻电压，根据分压强原理，要减小变阻器连入电路中的电阻大小，应让滑动変阻器的滑片向A端移动．
故答案为：①R₂；
②最右；
③将变阻器的下面两个接线柱连入了电路；
④0.99；
⑤向A端移动．

点评 本题测量小灯泡的额定功率，考查器材的选择、常见现象的分析、注意事项、功率的计算、实验操作过程等知识，综合性较强．