Question

15．“測小燈泡電功率”實驗，選圖甲器材，電源電壓為6V，小燈額定電壓2.5V（燈絲電阻約12Ω）．

（1）為順利完成實驗探究，下列兩種規(guī)格的滑動變阻器應(yīng)選B
A．“10Ω  0.5A”的滑動變阻器      B．“50Ω  0.5A”的滑動變阻器
（2）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖1所示的實物電路連接完整．
（3）閉合開關(guān)，移動滑片，電壓表的示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)是2.2V；為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動變阻器的滑片向B（選填“A”或“B”）端移動．
（4）根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，繪制出小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系圖象（如圖3）．分析圖可知小燈額定功率為0.625W．
（5）完成上述實驗后，老師請同學(xué)們思考：如果電流表壞了，再增加一個開關(guān)和阻值為R₀的定值電阻，還能測出小燈泡的額定功率嗎？如圖4是同學(xué)們設(shè)計的四個電路，你認為可行的是B．

Answer 1

分析 （1）求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器接入電路的阻值，然后選擇滑動變阻器．
（2）測燈泡電功率時，要測量燈泡兩端電壓和通過燈泡的電流，由已知確定電表的量程，從而連接實物；
（3）為測量小燈泡的額定電功率，應(yīng)增大燈泡兩端電壓，根據(jù)分壓原理判斷滑片的移動方向；
（4）根據(jù)圖象找出額定電壓下的電流，根據(jù)P=UI計算燈泡的額定功率；
（5）沒有電流表的情況下，利用定值電阻和電壓表代替電流表與燈泡串聯(lián)，首先使燈泡兩端的電壓等于3.8V，然后測出此時定值電阻兩端的電壓，便可求出電路中的電流，根據(jù)P=UI計算出燈泡的額定電功率．

解答 解：（1）由題燈泡正常發(fā)光電路中電流約為：I=ULRL=2.5V12Ω=0.21A，
此時變阻器兩端電壓U_變=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，變阻器連入阻值R=U變I=3.5V0.21A=16.7Ω，故應(yīng)選“50Ω 0.5A”的滑動變阻器；
（2）測額定電壓為2.5V燈泡電功率時，要測量燈泡兩端電壓和通過燈泡的電流，電壓表與燈泡并聯(lián)，使用0-3V量程；電流表與燈泡串聯(lián)，由（1）電流表使用0-0.6A量程，實物連接如圖所示；

（3）電壓表示數(shù)為2.2V，為測量小燈泡的額定電功率，應(yīng)增大燈泡兩端電壓，即要減小滑動變阻器兩端電壓，根據(jù)分壓原理，需減小變阻器連入阻值，由圖滑片應(yīng)向B移動；
（4）由圖象知當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時電壓為2.5V，電流是0.25A，所以小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
（5）沒有電流表的情況下，利用定值電阻和電壓表代替電流表與燈泡串聯(lián)，首先使燈泡兩端的電壓等于2.2V，然后測出此時定值電阻兩端的電壓，便可求出電路中的電流，根據(jù)P=UI計算出燈泡的額定電功率，圖B中只閉合S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表的示數(shù)等于2.5V，斷開S1，閉合S2，滑片不動，電壓表測電源電壓，然后得出定值電阻兩端的電壓，便可求出電路中的電流，根據(jù)P=UI計算出燈泡的額定電功率，故選B．
故答案為：（1）B；（2）如上圖所示：
（3）2.2；B；（4）0.625；（5）B．

點評 本題考查了連接實物電路圖、滑動變阻器的選擇及調(diào)節(jié)、求功率；連接實物電路圖時要注意電表量程的選擇．