Question

1．在測定“小燈泡電功率”的實驗中，小明所在的實驗小組用的電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．可供選用的滑動變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10Ω、50Ω．他們所設計的實驗電路圖如圖甲所示．

（1）在連接電路時，開關應處于斷開狀態(tài)，電流表的量程應選0～0.6A．應該選用的滑動變阻器是R₂（選填“R₁”或“R₂”）．
（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應位于左（選填“左”或“右”）端．
（3）小剛同學閉合開關，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向右（選填“左”或“右”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（4）小麗同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W．

Answer 1

分析 （1）為防止連接最后一根導線時，電路中電流過大燒壞用電器，在連接電路時開關應斷開；根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出燈泡額的電流的大約值來確定電流表的量程；根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，求出燈泡正常工作時，滑動變阻器兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的電阻，即可選擇合適的滑動變阻器；
（2）為防止閉合開關時，電路中電流過大燒壞用電器，保護電路的滑動變阻器處于最大阻值處；
（3）根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出其實數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點判斷滑動變阻器滑片移動的方向；
（4）根據(jù)圖象讀出2.5V時通過燈泡的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：
（1）為保護電路，在連接電路時，開關應處于斷開狀態(tài)；
燈泡正常工作時的電壓U_L=2.5V，
因為串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以根據(jù)歐姆定律可得，此時電路中的電流約為：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
所以電流表的量程為0～0.6A；
因為串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以滑動變阻器分壓U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑動變阻器接入電路中的電阻約為：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω＞10Ω，
故滑動變阻器應選R₂．
（2）閉合開關前，保護電路的滑動變阻器的滑片處于最大阻值處的左端；
（3）電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，燈泡兩端的電壓為2V；
要測量小燈泡的額定功率，應增大燈泡兩端的電壓到2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知，應減小滑動變阻器分得的電壓，即減小滑動變阻器接入電路的電阻，故滑片向右端移動．
（4）由圖象可知，燈泡的額定電流為0.2A，燈泡的額定功率P=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：（1）斷開；0.6；R₂；（2）左；（3）2；右；（5）0.5

點評 本題考查了電表量程的選擇和連接以及讀數(shù)、滑動變阻器的使用和規(guī)格的選擇、歐姆定律和電功率公式的應用等，這些知識點是伏安法測功率中最常見的內容，也是�？嫉膬热荩�