Question

1．在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω，可供选用的滑动变阻器R₁和R₂的最大阻值分别为10Ω、30Ω．

（1）应该选用的滑动变阻器是R₂（选填“R₁”或“R₂”）；在连接电路时，开关处于断开状态．
（2）请你用笔画线代替导线，将图1的实物图补充完整．（导线不能交叉）
（3）闭合开关，移动滑片P，使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图2所示为0.3A，则小灯泡的额定功率为0.75W．
（4）小宇同学想换用其他规格的小灯泡再做该实验，在未断开开关的情况下，直接将小灯泡从灯座上拔出，他这种操作是错误的，容易损坏电压表（选填“电压表”或“电流表”）．
（5）做完实验后，小宇同学整理器材时发现滑动变阻器的PB部分比PC部分热，原因是根据Q=I²Rt，当电流和通电时间相同时，PB部分的电阻远大于PC部分的电阻，所以产生热量多，比较热．

Answer 1

分析 （1）由欧姆定律求出灯正常时的电流大小，根据串联电路电压的规律及欧姆定律求出灯正常工作时变阻器连入电路中的电阻大小，确定变阻器的规格；
（2）由灯的额定电压确定电压表量程与灯并联，由灯正常工作时的电流确定电流表选用的量程与灯串联；
（3）根据图2电流表小量程读数，根据P=UI求灯的额定功率．
（4）根据在未断开开关的情况下，直接将小灯泡从灯座上拔出电路的连接确定电压表示数回答；
（5）根据串联电路电流的规律及焦耳定律分析．

解答 解：（1）实验用的电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯正常工作时的电流大小：
I=$\frac{{U}_{L}}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
当灯正常发光时，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
根据串联电路电流的规律和欧姆定律，变阻器连入电路中电阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，
故应选用选用的滑动变阻器最大阻值为30Ω的R₂做实验；
（2）灯的额定电压为2.5V，电压表选用小量程与灯并联，如下所示：

（4）在未断开开关的情况下，直接将小灯泡从灯座上拔出，
此时电压表通过电流表和变阻器与电源连通，示数接近电源电压6V，而电压表选用小量程，他这种操作是错误的，容易损坏电压表；电压表内阻很大，电路中电流示数接近为0；
（5）滑动变阻器的PB部分电阻丝与比PC金属杆部分串联，通过的电流和通电时间相等，而PB部分电阻远大于PC部分电阻，根据焦耳定律Q=I²Rt，PB部分电阻产生的热多，比较热．
故答案为：
（1）R₂；  断开；
（2）如上所示；
（3）0.3；  0.75；
（4）电压表；
（5）根据Q=I²Rt，当电流和通电时间相同时，PB部分的电阻大于PC部分的，所以产生热量多，比较热．

点评 本题测定“小灯泡电功率”，考查器材的选择、注意事项、电表读数、额定功率计算、电路分析及焦耳定律的应用．