Question

15．在“測定小燈泡的電功率”實驗中，電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω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，實驗電路如圖甲所示．

（1）應該選用的滑動變阻器是R₂（填“R₁”或“R₂”）．
（2）電路正確連接后．閉合開關，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C．
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
（3）小明同學實驗時，所用的電壓表量程是0～3V，但刻度模糊不清，無法直接讀出實驗數(shù)據(jù)，卻能從0～15V擋的刻度線看出指針停在11.5V處，則加在電壓表兩端的實際電壓為2.3V．
（4）如圖乙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪成的U-I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0.5W．當滑動變阻器的滑片向左移動時，小燈泡的電阻將變大．

Answer 1

分析 （1）已知燈泡額定電壓與燈泡阻值，由歐姆定律可以求出燈泡正常發(fā)光時的電流；由串聯(lián)電路特點求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，然后由歐姆定律求出此時滑動變阻器接入電路的阻值，根據(jù)該阻值選擇滑動變阻器；
（2）閉合開關后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，說明電路是通路，不用更換燈泡，也不用檢查電路是否斷路，可能是連入電阻太大，電路中電流太小所致，分析電阻過大的原因，然后進行下一步操作；
（3）若指針偏轉角度相同，大量程的讀數(shù)為小量程讀數(shù)的5倍，據(jù)此分析即可．
（4）根據(jù)圖象獲得燈泡2.5V時的電流，根據(jù)P=UI，計算額定功率．
滑片左移，滑動變阻器接入電路的長度變短，電阻變小，總電阻變小，電路電流增大，燈泡電壓增大，溫度升高，燈絲電阻增大．

解答 解：
（1）由歐姆定律可得，燈泡正常發(fā)光時電路中的電流約為：I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
由串聯(lián)電路特點知，此時滑動變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
此時滑動變阻器接入電路的阻值為：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，因此應選規(guī)格為50Ω的滑動變阻器R₂；
（2）閉合開關后，電流表有示數(shù)，說明電路是通路，燈泡沒壞，也不是斷路，可能是連入電阻太大，電路中電流太小所致，下一步操作：移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光，即應進行C項操作；
（3）由電壓表的兩個量程關系，若指針偏轉角度相同，大量程的讀數(shù)為小量程讀數(shù)的5倍，所以電壓的實際值為：$\frac{11.5V}{3}$=2.3V；
（4）由圖象可知，當燈泡兩端電壓2.5V時通過的電流為0.2A，
所以小燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
滑片向左移滑片，滑動變阻器電阻減小，總電阻減小，電流增大，燈泡電壓增大，燈絲溫度升高，電阻增大．
故答案為：（1）R₂；（2）C；（3）2.3；（4）0.5；（4）大．

點評 本題測定小燈泡額定功率的實驗，考查器材的選擇、操作過程、電功率的計算、影響電阻大小的因素等，都是常考問題，應熟練掌握．