Question

5．在“测定小灯泡的电功率”实验中，电源电压6V，小灯泡L的额定电压是2.5V，电阻大约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）电流表应选用量程为0-0.6A，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C（填序号）；
A．更换小灯泡               B．检查电路是否断路
C．向左移动滑动变阻器滑片     D．向右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0.5W．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6V．

Answer 1

分析 （1）由灯泡规格计算灯泡正常发光电流，由此判断电流表的量程；由串联电路的特点计算灯泡正常发光时的变阻器连入阻值，从而选择变阻器；
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，说明电路是通路，不用更换灯泡，也不用检查电路是否断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，分析电阻过大的原因，然后进行下一步操作；
（3）根据图象得出灯泡正常发光时，通过灯泡的电流，然后根据P=UI，计算额定功率；
由滑动变阻器接入电路的长度的变化确定电流电流的变化，滑动变阻器接入电路的电阻越小，电路电流越大，灯泡两端电压越大，灯丝温度越高，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．

解答 解：
（1）由题知，L的额定电压是2.5V，电阻大约10Ω左右，由欧姆定律可知，灯泡正常发光的电流约为：
I=$\frac{{U}_{额}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以电流表选用0-0.6A量程；
由串联电路的特点和欧姆定律可得灯泡正常发光时变阻器连入阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{额}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.25A}$=14Ω，所以应选择滑动变阻器R₂；
（2）闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡没坏，也不是断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，下一步操作：移动滑动变阻器滑片减小其连入阻值，观察小灯泡是否发光，即应进行C项操作；
（3）由图象可知，当灯泡2.5V时的电流为0.2A，则灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
当滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器电阻减小，总电阻减小，电流增大，灯泡电压增大，灯泡实际功率变大，灯丝温度升高，电阻增大；
（4）继续左移滑片，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．
故答案为：（1）0～0.6A；R₂；（2）C；（3）0.5；大；（4）灯泡断路；6．

点评 伏安法测灯泡电阻或功率的实验中，既考电表量程的确定方法以及滑动变阻器规格的选择，同时还考查欧姆定律、电功率计算公式的应用，注意灯泡只有在额定电压下才可以正常发光．