Question

17．某学习小组在测定“小灯泡的电功率”的实验中，电源由三节新干电池串联组成，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整；
（2）某次实验时，电压表示数如图乙所示，此时电路中滑动变阻器两端的电压为2.3V；如果要使灯泡正常发光，应该向右（选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片；
（3）如果实验室有0～5Ω和0～20Ω两种规格的滑动变阻器，你选择0～20Ω；
（4）从图丙的图象中，可知小灯泡的额定功率是0.5W．

Answer 1

分析 （1）由图甲知，电流表连线不完整，把电流表与小灯泡串联接入电路即可；
（2）根据图乙所示电压表确定电压表的量程与最小分度值，由电压表指针位置读出电压表示数，然后根据串联电路特点得到滑动变阻器两端电压；
根据电压表示数与灯泡额定电压间的关系，由滑动变阻器在电路中的接法判断滑片的移动方向；
（3）由灯泡额定电压和电阻得到灯泡正常发光时电路电流；由电源电压和灯泡额定电压得到滑动变阻器的电压，根据两端电压和通过的电流，再计算滑动变阻器电阻；滑动变阻器允许通过大于电路最大电流，滑动变阻器最大电阻稍大于电路需要的滑动变阻器电阻；
（4）由I-U图象找出灯泡额定电压所对应的电流，然后由P=UI求出灯泡的额定功率．

解答 解：
（1）已知小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约10Ω，正常发光时的电流约I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以电流表选择0～0.6A．
电流表0.6A接线柱与灯泡左接线柱相连，电路图如下：

（2）由图乙知，电压表量程是3V，最小分度值是0.1V，电压表示数是2.2V；
由于电源电压由3节干电池提供，为U=4.5V，
所以滑动变阻器两端电压为U₀=U-U_额=4.5V-2.2V=2.3V；
电压表示数小于灯泡额定电压，要使灯泡正常发光，应向右移动滑动变阻器滑片，增大灯泡两端的电压，直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5V为止；
（3）灯泡正常工作时，滑动变阻器电压为：U'=U_总-U=4.5V-2.5V=2V．
所以电路需要滑动变阻器电阻约为：R'=$\frac{U′}{I}$=8Ω．
所以选择0～20Ω的滑动变阻器．
（4）由图丙所示I-U图象可知，灯泡额定电压U=2.5V所对应的电流I=0.2A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
故答案为：（1）见上图；（2）2.3；右；（3）0～20Ω；（4）0.5．

点评 本题考查了连接实物图、电压表读数、滑动变阻器的选择和调节、求灯泡额定功率及灯丝电阻与温度的关系等问题，是电学实验的常考内容；