Question

7．在“測(cè)定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，選用如圖甲所示的器材，其中電源電壓為6Ⅴ，小燈泡額定電壓為2.5Ⅴ（燈絲電阻約為12Ω）．

（1）為能順利完成該實(shí)驗(yàn)探究，下列兩種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用B．選填：（“A”或“B”）
A．“10Ω  0.5A”的滑動(dòng)變阻器    B．“20Ω  0.5A”的滑動(dòng)變阻器
（2）用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實(shí)物電路連接完整．
（3）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將圖甲中所示的滑動(dòng)變阻器的滑片滑到A端（選填：“A”或“B”）．
（4）閉合開(kāi)關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，若電路只有一處故障，則故障原因是：燈泡斷路．
（5）排除故障后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)是2.2Ⅴ；為了測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向B端移動(dòng)（選填：“A”或“B”）．
（6）通過(guò)小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系如圖丙所示．分析圖象可知：
①該小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是12.5Ω；額定功率為0.5W．
②小燈泡燈絲的電阻是變化的，主要是受溫度變化的影響．

Answer 1

分析 （1）選擇滑動(dòng)變阻器的規(guī)格，要從電路需要滑動(dòng)變阻器的最大電阻和電路允許通過(guò)的最大電流考慮：
滑動(dòng)變阻器的最大阻值要稍大于電路需要滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流大于電路最大電流．
（2）根據(jù)電路允許通過(guò)的最大電流判斷電流表的量程，把電流表串聯(lián)在電路中；
（3）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器滑片滑到阻值最大處；
（4）電流表測(cè)量電路電流，電壓表測(cè)量燈泡兩端電壓．閉合開(kāi)關(guān)電流表沒(méi)有示數(shù)，說(shuō)明電路是斷路，電壓表有示數(shù)，說(shuō)明與電壓表串聯(lián)的電路是通路；
（5）看清量程和分度值，讀出電壓表示數(shù)；根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)確定滑片移動(dòng)方向；
（6）①分析圖象，得出小燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，利用R=$\frac{U}{I}$得出電阻，利用P=UI求出電功率．
②燈絲的電阻受溫度影響很大，當(dāng)燈泡的實(shí)際功率太低，亮度太低就不能看到燈泡發(fā)光．

解答 解：（1）燈泡正常工作時(shí)電流為I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{12Ω}$≈0.2A．測(cè)定燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)得，燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器電壓為：U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得滑動(dòng)變阻器電阻為：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{L}}$═$\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω．滑動(dòng)變阻器應(yīng)選“20Ω  0.5A”的滑動(dòng)變阻器B；
（2）把電流表串聯(lián)在電路中，由于燈泡正常工作時(shí)電流為I_L≈0.2A．則電流表量程為0～0.6A，電路圖如圖所示；

（3）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器滑片滑到阻值最大處，根據(jù)實(shí)際連接，滑片應(yīng)處于A端；
（4）閉合開(kāi)關(guān)后，電流表沒(méi)有示數(shù)，說(shuō)明電路是斷路，電壓表有示數(shù)，說(shuō)明與電壓表串聯(lián)的電路是通路；所以故障原因可能是燈泡斷路；
（5）電壓表接的是0～3V量程，分度值為0.1V，此時(shí)示數(shù)為2.2V；該電壓低于額定電壓，為使電壓達(dá)到額定電壓，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻值，所以滑片應(yīng)該向B端移動(dòng)；
（6）①分析圖象可知：當(dāng)電壓為2.5V時(shí)，電流為0.2A，由I=$\frac{U}{R}$得此時(shí)小燈泡的電阻為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
額定功率為P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
②由圖象可知，燈絲電阻隨電壓增大而增大，主要是由于燈絲的溫度升高．
故答案為：（1）B；（2）如上圖；（3）斷開(kāi)；A；（4）燈泡斷路；（5）2.2；B；（6）①12.5；0.5；②溫度．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于測(cè)量小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，熟知電路圖、實(shí)驗(yàn)原理以及曲線圖的分析是解題關(guān)鍵．