Question

【題目】小明按照如圖所示的電路圖連接好電路，測量一只額定電壓為2.5V的燈泡的電功率，部分實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象如下表：

實驗次數(shù)	電壓表示數(shù)／V	電流表示數(shù)／A	燈泡亮度
1	1	0.2	較暗
2	2.5		正常發(fā)光
3	6	0	不發(fā)光

（1）第3次實驗電路故障是________；分析表中實驗數(shù)據(jù)可知，所用電源電壓約為________。

（2）若小明手邊有“1.5A 50Ω ”和“2.0A 20Ω”兩種規(guī)格的滑動變阻器，“0—3V”和“0—15V”兩個量程的電壓表，上面實驗中他選用的滑動變阻器規(guī)格為________，為了實驗過程中不換量程，選用的電壓表量程為________。

（3）由于小明粗心大意，沒有記錄燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)，于是他根據(jù)第一次實驗數(shù)據(jù)計算出燈泡電阻R=U1／I1=1V／0．2A=5Ω，現(xiàn)計算出燈泡兩端電壓為2．5V時的功率P==1.25W，則燈泡的額定功率________(選填“>”、“=”、“<”)1.25W。

Answer 1

【答案】小燈泡斷路 6V “1.5A 50Ω” 0~15V ＜

【解析】

（1）由表中第3次實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)電流表示數(shù)為0，而電壓表示數(shù)為6V分析原因，確定電源電壓。

（2）由表中第1組數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律求出此時燈泡的電阻，再根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，求出變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，求出變阻器連入電路中的電阻，確定所選用的變阻器。

（3）因為燈泡兩端電壓增大，燈泡亮度增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻隨電壓的增大而增大。正常發(fā)光時的電阻大于第一次實驗時的燈絲電阻，即R＞5Ω，由可知計算出的額定功率偏大還是偏小。

（1）由表中第3次數(shù)據(jù)可知，電流表示數(shù)為0，說明電路可能斷路，電壓表示數(shù)為6V，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)小燈泡斷路，導(dǎo)致電壓表串聯(lián)在電路中了，因此電壓表示數(shù)為電源電壓6V。

（2）由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電壓為UL=1V時，通過的電流為IL=0.2A，由歐姆定律可求此時燈泡的電阻。

根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓U滑=U-UL=6V-1V=5V，變阻器的電壓為燈泡電壓的倍，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻為燈泡電阻的5倍，即為5×5Ω=25Ω，故選用“1.5A 50Ω”的變阻器。

由電源電壓為6V可知，所選用的電壓表量程為0~15V。

（3）第1次實驗數(shù)據(jù)計算出燈泡的電阻，燈泡兩端電壓增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻增大，此時R＞5Ω，再計算出燈泡兩端電壓為2.5V時的功率，此時計算的額定功率偏大。所以燈泡的額定功率小于1.25W。