Question

10．如图甲为“测量小灯泡电功率”的实验，灯泡上标有“2.5V”的字样（小灯泡的功率小于1W）．

（1）请根据实验目的，用笔划线代替导线，将图甲所示的实物连接成实验电路（要求滑动变阻器划片右移时，灯泡变暗）．
（2）根据以上连接方式，闭合开关前滑动变阻器划片应滑到A端（选“A”或“B”）．
小刘正确连接电路并检查无误后，闭合开关，发现灯泡不亮，电压表指针明显偏转，电流表指针不偏转．分析故障原因是小灯泡断路．
（3）解决了上述问题后，小刘发现灯泡发光了．如果要使灯泡正常发光，小刘应该调节滑动变阻器的滑片，使灯泡两端的电压为2.5V．
（4）小灯泡正常发光时，电流表的读数如图乙所示，则灯泡的额定功率为0.8W．
（5）若电源电压为6V实验室提供的滑动变阻器有“10Ω 1.5A”和“20Ω 1A”两种规格，则本实验中应选用规格为20Ω 1A的滑动变阻器．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压，确定电压表量程，灯泡、滑动变阻器串联在电路中，电压表与灯泡并联．
（2）为了确保电路中各元件的安全，闭合开关前将滑动变阻器移至阻值最大处；
连接正确，闭合开关，灯泡不亮，可能是电路电流太小，达不到灯泡发光的程度，可能是短路，可能是断路，先通过移动滑片来判断是什么故障．
（3）灯泡上标有2.5V，表示灯泡正常工作时的电压为2.5V，要使灯泡正常工作，灯泡两端电压为2.5V．
（4）电流表的读数：首先确定使用的量程，然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数．知道额定电压和额定电流，根据P=UI求额定功率．
（5）判断滑动变阻器规则要从电流和电阻上考虑：滑动变阻器允许通过的最大电流大于电路最大电流，滑动变阻器最大阻值稍大于电路需要的滑动变阻器电阻．

解答 解：（1）灯泡额定电压为2.5V，电压表选3V量程，滑动变阻器、灯泡串联接入电路，电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器的滑片P向右端移动时小灯泡变暗，说明电路中的电流变小，电阻变大，滑动变阻器应接A接线柱，电路图如图所示：

（2）闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即将滑片移至A端；
闭合开关，发现灯泡不亮，电压表指针明显偏转，电流表指针不偏转．故障原因是小灯泡断路；
（3）灯泡在2.5V下正常发光，所以使灯泡在2.5V下正常发光，所以调节滑动变阻器的滑片，灯泡两端的电压为2.5V．
（4）电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.32A．
P=UI=2.5V×0.32A=0.8W．
（5）灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路的电压和电流的特点，
灯泡正常工作时，滑动变阻器的电压为：U′=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
此时滑动变阻器的电阻为：R=$\frac{U′}{I}$=$\frac{3.5V}{0.24A}$≈14.6Ω，
“10Ω 1.5A”电阻太小，“20Ω 1A”电阻和电流都合适．所以选择“20Ω 1A”滑动变阻器．
故答案为：（1）见上图；（2）A；小灯泡断路；（3）2.5；（4）0.8W；（5）20Ω 1A．

点评 本题考查了连接实物图，功率计算，滑动变阻器规格的选择．滑动变阻器规格要从滑动变阻器电流和滑动变阻器阻值考虑：滑动变阻器电流大于电路电流，滑动变阻器电阻稍大于电路需要的滑动变阻器电阻，既能满足电路需要，又能使测量准确．