Question

13．在“測定小燈泡的電功率”實驗中，電源電壓8V，小燈泡L的額定電壓是2.5v，電阻大約l0Ω左右，可供選用的滑動變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10Ω、50Ω．

（1）應該選用的滑動變阻器是R₂（選填“R₁”或“R₂”）；
（2）請用筆畫線代替導線，將圖甲的實物電路連接完整（連線不得交叉）．要求當滑動變阻器的滑片向右移動時，電流表示數(shù)增大．
（3）電路正確連接后．閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，接下來應進行的操作是D（填序號）；
A．更換小燈泡               B．檢查電路是否斷路
C．向左移動滑動變阻器滑片   D．向右移動滑動變阻器滑片
（4）如圖乙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪成的圖象．根據(jù)圖象提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.625W．當滑動變阻器的滑片向左移動時，小燈泡的電阻將變小；
（5）繼續(xù)移動滑片，小燈泡突然熄滅，此時電流表示數(shù)為0，而電壓表有示數(shù)，那么發(fā)生的故障是小燈泡斷路．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡額定電壓和電阻，求出燈泡額定電流，根據(jù)串聯(lián)電路的特點，得出燈泡正常工作時滑動變阻器兩端的電壓，并根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出滑動變阻器的電阻；
（2）連接實物圖，滑動變阻器要串聯(lián)在電路中，接線柱選擇“一上一下”，電流表串聯(lián)在電路里，注意量程的選擇；
（3）燈泡不亮，電流表有示數(shù)，可能燈泡短路或通過燈泡的電流太小，如果移動滑動變阻器滑片，燈泡還不發(fā)光，電流表示數(shù)也不變時，燈泡短路，如果移動滑片，燈泡變亮，電流表示數(shù)變大，說明電流太小，所以應移動滑片，使總電阻減小，確定燈泡不亮的原因；
（4）根據(jù)圖象獲得燈泡額定電壓對應的電流，根據(jù)P=UI計算額定功率，滑片左移，變阻器接入電路的長度變大，電阻變大，總電阻變大，電路電流減小，燈絲溫度降低，電阻變小；
（5）當燈泡兩端電壓超過額定電壓會燒壞燈泡，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測電源電壓．

解答 解：（1）小燈泡L的額定電壓是2.5V，電阻大約l0Ω左右，燈泡正常工作時，電路中的電流約為I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
電源電壓8V，燈泡正常工作時，滑動變阻器兩端的電壓為：U_R=U-U_L=8V-2.5V=5.5V，
燈泡正常工作時，滑動變阻器接入電路的電阻約為：R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{5.5V}{0.25A}$=22Ω，
R₁的最大阻值為10Ω，不能達到22Ω，所以應選擇最大阻值為50Ω的滑動變阻器R₂；
（2）燈泡正常工作時，電路中的電流約為0.25A，電流表選擇0～0.6A量程，將電流表的“0.6”接線柱和小燈泡的左接線柱連接，
當滑動變阻器的滑片向右移動時電流表示數(shù)增大，電源電壓不變，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可知，電路中總電阻減小，即滑動變阻器的滑片向右移動時連入電路的電阻減小，滑動變阻器下面應選擇B接線柱，將開關(guān)的右接線柱和滑動變阻器的“B”接線柱連接起來，
實物圖連接如下：

（3）電流表有示數(shù)，燈泡不亮，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$，首先通過右移滑片，減小電路中的總電阻，增大電路中的電流，來判斷是燈泡短路還是電路電流太小造成的燈泡不亮，故選D；
（4）由圖象可知，當燈泡兩端電壓為額定電壓2.5V時，電路中的電流為0.25A，則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W，
左移滑片，滑動變阻器電阻增大，總電阻增大，電源電壓不變，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流減小，燈絲溫度降低，燈絲電阻減��；
（5）繼續(xù)移動滑片，若燈泡電壓增大超過燈泡額定電壓，燒斷燈絲，電路斷路，電流表示數(shù)為0，電壓表串聯(lián)在電路中，測電源電壓．
故答案：（1）R₂；（2）如上圖所示；（3）D；（4）0.625；小；（5）小燈泡斷路．

點評 本題考查了“測定小燈泡的電功率”實驗，涉及到滑動變阻器的選擇與調(diào)節(jié)、實物電路的連接、燈泡電阻的變化、電路故障的分析，要求能從圖表中獲取需要的信息，知道燈泡電阻和溫度的關(guān)系，能夠熟練應用歐姆定律及其變形公式是解決本題的關(guān)鍵．