Question

在“测定小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω左右，可供选用的滑动变阻器R₁和R₂的最大阻值分别为10Ω、50Ω，实验电路如图1所示．
（1）应该选用的滑动变阻器是

R₂

（选填“R₁”或“R₂”）．
（2）电路正确连接后．闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是

向左移动滑动变阻器滑片

（3）如图2是根据实验数据绘成的U-I图象．根据图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是

0.5

W．当滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡的电阻将

变大

．
（4）继续移动滑片，小灯泡突然熄灭，此时电流表示数为0，而电压表有示数，那么发生的故障是

灯泡断路

，此时电压表的示数是

6

V．
（5）有一位同学在连接好电路后，闭合开关，在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现：灯泡变亮时电压表示数变小；灯泡变暗时，电压表示数变大．经检查所用器材完好，出现这种现象的原因可能是

电压表与滑动变阻器并联

．

Answer 1

分析：（1）知道灯泡额定电压和电阻，求出灯泡额定电流．
滑动变阻器与灯泡串联．根据测量电路电压特点，求出灯泡正常工作时，滑动变阻器的电压，求出滑动变阻器的电阻．
（2）灯泡不亮，电流表有示数，灯泡可能短路或电流太小．
如果再移动滑动变阻器滑片，灯泡还不发光，电流也不变时，灯泡短路；
如果移动滑片，灯泡变亮，电流表示数变大，说明电流太小．
所以接下来移动滑片，使总电阻减小，确定灯泡不亮的原因．
（3）根据图象获得灯泡为2.5V时的电流，根据P=UI，计算额定功率．
滑片左移，滑动变阻器接入电路的长度变短，电阻变小，总电阻变小，电路电流增大，灯泡电压增大，温度升高，灯丝电阻增大．
（4）当灯泡电压超过额定电压会烧坏灯泡，电压表串联在电路中，电压表测电源电压．
（5）在调节滑动变阻器时，灯泡逐渐变亮（电路中电流变大），而电压表的示数变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了．

解答：解：（1）灯泡正常工作时，
I_L=

UL

RL

=

2.5V

10Ω

=0.25A，
滑动变阻器电压为：U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑动变阻器电阻为：R=

UR

IL

=

3.5V

0.25A

=14Ω．
故选择滑动变阻器R₂．
（2）电流表有示数，灯泡不亮，首先通过左移滑片，减小电路电阻，增大电路电流，来判断灯泡短路还是电路电流太小造成的灯泡不亮．
（3）由图象找到灯泡2.5V的电流为0.2A，故灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
左移滑片，滑动变阻器电阻减小，总电阻减小，电流增大，灯泡电压增大，灯丝温度升高，电阻增大．
（4）继续左移，灯泡电压增大超过灯泡额定电压，烧断灯丝，电路断路，电流表示数为0，电压表串联在电路中，测电源电压，示数为6V．
（5）在移动滑片时，灯泡逐渐变亮（灯两端的电压增大），而电压表的示数变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了．
故答案为：（1）R₂；（2）向左移动滑动变阻器滑片；（3）0.5；变大；（4）灯泡断路；6；（5）电压表与滑动变阻器并联．

点评：本题考查了滑动变阻器的使用和规格的选择、欧姆定律和电功率公式的应用等，这些知识点是伏安法测功率中最常见的内容，也是常考的内容．