Question

11．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（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、电压表都有示数，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）小叶同学闭合丌关，移动滑片P到某一点时，电压表示数如图2所示．若他想测量小灯泡的额定功率，应将图1中滑片P向左（选填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图3所示，其示数为0.24A，则小灯泡的额定功率是0.6W．
（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：小灯泡或者灯座断路，此时电压表的示数是6V．

Answer 1

分析 （1）先由欧姆定律求灯正常发光时的电流，根据串联电压的规律再求出变阻器连入电路中的电阻大小，确定变阻器的规格；
（2）为保护电路安全，连接电路时变阻器的最大电阻连入了电路，据此分析；
（3）灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；根据图3电流表小量程读数，根据P=UI求灯的额定功率；
（4）灯熄灭，若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表有示数接，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的灯泡所在支路断路了；

解答 解：（1）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，灯的额定电流约为：
I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
根据串联电路电压的规律，灯正常发光时，变阻器分得的电压：
U_滑=U_总-U_L=6V-2.5V=3.5V，根据欧姆定律I=$\frac{U}{R}$，
变阻器连入电路中的电阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，故选用最大阻值为50Ω的变阻器R₂；
（2）为保护电路安全，连接电路时变阻器的最大电阻连入了电路，闭合开关，由欧姆定律，电路中电流较小，小灯泡不亮，但电流表、电压表都有示数，接下来应进行的操作是：向左移动滑动变阻器滑片，观察灯是否发光；选C；
（3）灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；此时电流表的示数如图3所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，其示数为0.24A，则小灯泡的额定功率是：
P=UI′=2.5V×0.24A=0.6W；
（4）经分析，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：小灯泡或者灯座断路，此时电压表与电源连通，电压表的示数是6V．
故答案为：（1）R₂；（2）C；（3）左；  2.5； 0.24； 0.6； （4）小灯泡或者灯座断路；  6．

点评 本题测定小灯泡的电功率，考查器材的选择、反常现象的分析、操作过程，电流表读数、额定功率的计算及故障的分析．