Question

18．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0.2A、10Ω和0.5A、50Ω，实验电路如图甲所示．

（1）为使实验正常进行，应选择变阻器R₂，电流表应选择0.6A的量程．
（2）电路正确连接后，闭合开关，移动滑片P，发观灯泡始终不亮，且电流表无示数，但电压表有示数，则故障原因可能是灯泡断路．
（3）重新更换器材后实验，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，小灯泡的电阻将增大．

Answer 1

分析 （1）知道灯泡额定电压和电阻，求出灯泡额定电流，灯泡电流表的量程．
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，电流表无示数，说明电路为断路，电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；
（3）根据图象获得灯泡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．

解答 解：（1）灯泡正常工作时，
I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，故电流表的量程为0-0.6A
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=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω．
选择滑动变阻器R₂．
（2）灯泡不亮，电流表无示数，说明电路为断路，电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；因此电路故障为灯泡断路．
（3）由图象找到灯泡2.5V的电流为0.2A．
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．
故答案为：（1）R₂；0.6；（2）灯泡断路；（3）0.5；增大．

点评 本题考查了电流表量程的选择、滑动变阻器的选择、欧姆定律的应用以及故障问题等．属于常见题型，难度不大．