Question

8．小涛在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω．滑动变阻器：甲（5Ω、1A）、乙（10Ω、0.5A）

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉．
（2）为了完成本实验，小涛应该选择乙滑动变阻器．
（3）小涛闭合开关，移动滑片p到某一点时，电压表的示数如图乙所示，为2.2V，则此时，灯泡消耗的实际功率小于额定功率（选填 大于、小于、或者等于）为测小灯泡的额定功率，此时，应将滑动变阻器的滑片向B（选填A或B）移动．
（4）根据U--I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5 W，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是8.82Ω．

Answer 1

分析 （1）求出灯正常工作时的电流确定电流表的量程；根据“当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大”确定变阻器接线柱的连接；
（2）根据串联电路电压的特点，求出变阻器应分得的电压，根据欧姆定律求出变阻器的最小阻值，据此判断变阻器的规格；　
（3）根据电压表小量程读数；根据P=UI比较功率大小；比较2.2V与额定电压的大小，根据分压原理确定变阻器滑片移动的方向；
（4）由图丙，找出额定电压下的电流，根据P_额=U_额I求灯的额定功率；由图丙找出1.5V对应的电流大小，由欧姆定律求电阻的大小．

解答 解：（1）灯正常工作时的电流I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A＜0.6A，电流表选用小量程；当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大，所以变阻器滑片以右电阻丝连入电路，如下图所示：

（2）电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，变阻器要去U_变=4.5V-2.5V=2V的电压，小灯泡才能正常发光，则变阻器的阻值至少为
R_变=$\frac{{U}_{变}}{I}=\frac{2V}{0.25A}$=8Ω＜10Ω，结合变阻器允许的最大电流大小，应选用乙变阻器；
（3）电压表小量程分度值为0.1V，示数为2.2V，因通过灯的电流随电压的增大而增大，根据P=UI，所以此时灯的实际功率小于灯在2.5V额定电压下的功率；
因2.2V＜灯的额定电压2.5V，所以要增大灯的电压，减小变阻器分得的电压，根据分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻，所以滑片向B移动；
（4）根据图丙，当电压为2.5V时，对应的电流为0.2A，小灯泡的额定功率P额=U额I=2.5V×0.2A=0.5W；灯丝电阻随温度的变化而变化，由图丙可知，当电压为1.5V时，对应的电流大小约为0.17A，则此时灯的电阻R′=$\frac{U′}{I′}=\frac{1.5V}{0.17A}$=8.82Ω．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）乙；
（3）2.2；小于；B；
（4）0.5；8.82．

点评 本题测定“小灯泡电功率”，考查电路的连接、器材的选择、操作的过程，功率大小的比较、额定功率的计算、电阻的大小计算、影响电阻大小的因素等，涉及知识点较多，要熟练掌握．