Question

【題目】一只小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時(shí)的電阻約為10Ω。小明想測(cè)量這個(gè)小燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：一個(gè)電壓表、一個(gè)電流表、一個(gè)開(kāi)關(guān)、電壓為6V的電源、滑動(dòng)變阻器有A規(guī)格：“200Ω 2A”、B規(guī)格：“50Ω 1A”可選、導(dǎo)線若干。

（1）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)該選擇______（選填“A”或“B”）規(guī)格的滑動(dòng)變阻器，該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的主要作用是_________________________________________。

（2）小明在連接好電路的最后一根導(dǎo)線時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針立刻偏到最大刻度處，小燈泡卻不亮，且電流表也沒(méi)有示數(shù)，上述現(xiàn)象反映他在操作中存在的不規(guī)范之處是______，出現(xiàn)上述故障的原因可能是______。

（3）排除故障后，小明發(fā)現(xiàn)他很幸運(yùn)，電壓表并沒(méi)有因此而損壞．小明便開(kāi)始進(jìn)行測(cè)量，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置直到電壓表讀數(shù)為2.5V，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則該小燈泡的額定功率為______W。

（4）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小明進(jìn)行了反思，如果剛才電壓表被損壞了，能不能換成其它的實(shí)驗(yàn)器材來(lái)完成實(shí)驗(yàn)?zāi)�，�?jīng)過(guò)思考，他用了一個(gè)已知阻值為R0的電阻和一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，也測(cè)出了燈泡的額定功率，請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：

①閉合開(kāi)關(guān)S1，將S2撥到觸點(diǎn)“1”，移動(dòng)滑片，使電流表的示數(shù)為______；

②再將開(kāi)關(guān)S2撥到觸點(diǎn)“2”，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)____________（填“向左調(diào)”、“向右調(diào)”或“位置不變”），讀出電流表的示數(shù)I；

③燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=______（用已知量和測(cè)量量表示）。

Answer 1

【答案】 B 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓使其達(dá)到額定電壓 連接過(guò)程開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi) 小燈泡斷路 0.65 2.5V/R0 位置不變 2.5V(I- 2.5V/R0 )

【解析】已知燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω，測(cè)額定電流約為0.25A，則兩滑動(dòng)變阻器的電流均符合要求，電源電壓為6V，則燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓為3.5V,此時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻約為14Ω，為了能精確調(diào)節(jié)，要求滑動(dòng)變阻器的最大值略大于14Ω就行，即滑動(dòng)變阻器電阻B就滿足要求，該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的目的是調(diào)節(jié)自身電阻改變燈泡兩端電壓，使燈泡兩端電壓等于額定電壓；

小明連接好電路的最后一根導(dǎo)線時(shí)，電壓表指針立刻偏到最大刻度處，說(shuō)明小明在連接電路時(shí)沒(méi)有閉合開(kāi)關(guān)，因電流表沒(méi)有示數(shù)，可知電路開(kāi)路，電壓表有示數(shù)，則等燈泡開(kāi)路；由題意知燈泡正常發(fā)光時(shí)圖乙通過(guò)小燈泡的電流為0.26A，故燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；若小明采用丙圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即不用電壓表測(cè)量燈泡額定功率，在測(cè)量燈泡電壓時(shí)，用電阻與其電流的乘積來(lái)表示燈泡的電壓，故實(shí)驗(yàn)步驟為①閉合開(kāi)關(guān)S1，將S2撥到觸點(diǎn)“1”，移動(dòng)滑片，使電流表的示數(shù)為2.5V/R0；②再將開(kāi)關(guān)S2撥到觸點(diǎn)“2”，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位置不變，讀出電流表的示數(shù)I；③燈泡額定功率的表達(dá)式為P額= 2.5V(I- 2.5V/R0 )。