Question

6．在測(cè)定“小燈泡額定電功率”的實(shí)驗(yàn)中，提供了以下器材：電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω，兩個(gè)滑動(dòng)變阻器甲“0-5Ω”、和乙“0-15Ω”．
（1）連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開，應(yīng)選用乙（填“甲”或“乙”）滑動(dòng)變阻器．
（2）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖1中的實(shí)物電路連接完整．

（3）閉合開關(guān)前，圖17中滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于A端（選填“A”或“B”）．
（4）小葉同學(xué)閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)（如圖2所示）為2.2V，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖1中滑片P向B端（選填“A”或“B”）移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（5）小葉同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成如圖3所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W．
（6）小葉同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中連接好電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，原因可能是燈泡斷路（寫出一種即可）．

Answer 1

分析 （1）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開；
根據(jù)歐姆定律求出燈正常發(fā)光時(shí)的電流大小，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出燈正常工作時(shí)變阻器分得的電壓，由歐姆定律求出變阻器連入電阻中的電阻大小，確定變阻器的規(guī)格；
（2）由（1）求出的燈正常工作時(shí)的電流大小確定電流表的量程，將電流表串聯(lián)接入電路中；
（3）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)，變阻器連入電路中的電阻最大；
（4）根據(jù)圖2，確定電壓表的量程、最小分度值，由圖讀出電壓表的示數(shù)；并與燈的額定電壓比較，
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片的移動(dòng)方向；
（5）由圖3找出燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，由公式P=UI求出燈泡的額定功率；
（6）連接好電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表無(wú)示數(shù)，可能電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極連通，則燈與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是連通的，則與電壓表并聯(lián)的燈斷路了．

解答 解：（1）電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，
燈正常工作時(shí)，變阻器分得的電壓為U_滑=4.5V-2.5V=2V；
電阻約為10Ω，根據(jù)歐姆定律，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，由串聯(lián)電路各處的電流相等，
所以變阻器連入電路中的電阻大小R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$-$\frac{2V}{0.25A}$=8Ω，即變阻器的電阻至少為8Ω，所以選用乙“0-15Ω”規(guī)格的變阻器；
（2）由（1）知，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.25A，所以，電流表選0-0.6A量程，把燈泡與電流表串聯(lián)接入電路，電路圖如下圖所示：

（3）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)，變阻器連入電路中的電阻最大，即滑片移動(dòng)到A端；
（4）圖2中，電壓表量程是0-3V，分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是2.2V，小于燈的額定電壓2.5V，因燈在額定電壓下正常工作，要測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)增大燈的電壓，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，要減小變阻器的電壓，根據(jù)分壓原理，要減小變阻器連入電路中的電阻大小，所以應(yīng)將圖甲中滑片P向B端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（5）由圖3知，燈泡的額定電壓U=2.5V對(duì)應(yīng)的電流I=0.2A，燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（6）經(jīng)分析，連好電路后閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，則故障可能是小燈泡斷路．
故答案為：（1）斷開；乙；
（2）如上圖所示；
（3）A；
（4）2.2；B；
（5）0.5；
（6）燈泡斷路．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)定小燈泡額定電功率，考查實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、器材的選擇、電路的連接、操作過程、額定功率的計(jì)算及常見的分析，綜合性較強(qiáng)．