题目内容

5．电学测量性实验
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，实验电路如图甲所示．
（1）应该选用的滑动变阻器是R2（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
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）小明同学实验时，所用的电压表量程是0～3V，但刻度模糊不清，无法直接读出实验数据，却能从0～15V挡的刻度线看出指针停在11.5V处，则加在电压表两端的实际电压为2.3V．
（4）如图乙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．
（5）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．

分析 （1）由串联电路特点和欧姆定律计算灯泡正常发光时滑动变阻器连入阻值，从而确定滑动变阻器的规格；
（2）闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移动阻值最大的位置；
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）电压表大量程是小量程的5倍，同一刻度线电压表大量程示数是小量程示数的5倍，根据电压表大量程示数可以求出小量程示数；
（4）根据图象获得灯泡电压为2.5V时的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率；
滑片左移，滑动变阻器接入电路的长度变短，电阻变小，电路总电阻变小，电路电流增大，灯泡电压增大，温度升高，灯丝电阻增大．
（5）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）由题知灯泡的额定电压和电阻，灯泡正常发光时电路的电流约为：I=$\frac{{U}_{额}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
此时滑动变阻器连入电路的阻值：R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{额}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.25A}$=14Ω，
所以应选择最大阻值50Ω滑动变阻器R2；
（2）闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移动阻值最大的位置，即将滑片放在b端；
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，故将滑片向左端移动．故选C；
（3）电压表0～15V量程是电压表量程是0～3V的5倍，电压表量程是0～15V量程的刻度线看出指针停在11.5V处，则加在电压表两端的实际电压为：$\frac{1}{5}$×11.5V=2.3V；
（4）由图象知：灯泡电压为额定电压U=2.5V，电路电流I=0.2A，灯泡额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
滑片向左端移动时，滑动变阻器接入电路的长度变短，电阻变小，电路总电阻变小，电路电流增大，灯泡电压增大，灯泡实际功率变大，温度升高，灯丝电阻变大；
（5）继续左移，灯泡电压增大超过灯泡额定电压，烧断灯丝，电压表串联在电路中，测电源电压，示数为6V；
由于电压表自身电阻非常大，所以电路中电流几乎为，即电流表示数为0．
故答案为：（1）R2；（2）C；（3）2.3；（4）0.5；大；（5）灯泡断路；6．

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．

练习册系列答案
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（1）请用笔画线代替导线，帮筱晓将图甲电路连接完整．
（2）闭合开关前，应将滑片P置于A 端（填“A”或“B”）．
（3）若要测量灯泡的额定功率，应移动滑片P，使电压表的示数为2.5V时记下电流表的示数．
（4）根据实验数据画出I-U图象，如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.625W．
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电阻R/欧600550500450420390360330300
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