题目内容

6．在“测定小灯泡额定功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约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，实验电路如图甲所示．
（1）应该选用的滑动变阻器是R2选填“R1”或“R2”）；
（2）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来进行操作是D（填序号）；
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　　　　　D．向右移动滑动变阻器
（3）如图乙是根据实验数据绘成的U-I图象，可计算小灯泡的额定功率是0.5W，当滑动变阻器滑片向左移动时，小灯泡的电阻将减小（选填“增大”“减小”或“不变”）；
（4）该同学将额定电压为3.8V的灯泡取代2.5V的灯泡后继续实验，移动滑片，小灯泡突然熄灭，此时电流表的示数为0，而电压表有示数，那么发生的故障是灯泡断路，此时电压表的示数是6V．

分析 （1）由P=UI计算灯泡额定电流，滑动变阻器与灯泡串联．根据串联电路特点和欧姆定律计算滑动变阻器的电阻．
（2）灯泡不亮，灯泡断路或短路或实际功率过小；电流表有示数，说明电路不存在断路；首先要考虑实际功率太小这种情况，所以应减小滑动变阻器的阻值，看灯泡是否发光．
（3）根据图象获得灯泡电压为2.5V时的电流，根据P=UI，计算额定功率；
滑片左移，滑动变阻器接入电阻变大，电路总电阻变大，电路电流减小，灯泡电压减小，温度降低，灯丝电阻减小．
（4）电路原来正常，灯泡突然熄灭，电流表示数为零，说明电路断路，电压表有示数，说明电压表与电源连接，断路位置在小灯泡处，电压表示数为电源电压．

解答 解：
（1）电源电压U=6V，灯泡正常工作时，灯泡额定电压：U灯=2.5V，滑动变阻器两端电压：U滑=6V-2.5V=3.5V，
灯泡电阻约R灯=10Ω，电路电流I=$\frac{{U}_{额}}{{R}_{灯}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
滑动变阻器电阻R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，所以滑动变阻器应选R2．
（2）灯泡不亮，灯泡断路或短路或实际功率太小；电流表有示数，则首先要考虑是否由于灯泡的实际功率太小而造成，因此接下来应进行的操作是减小滑动变阻器的阻值，将滑片向左移动，并观察灯泡是否发光．故选D．
（3）由图象知：灯泡电压为额定电压U=2.5V，电路电流I=0.2A，灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
滑片左移，滑动变阻器接入电路的长度变长，电阻变大，电路总电阻变大，电路电流减小，灯泡电压减小，由P=UI，功率减小，温度降低，灯丝电阻变小．
（4）电流表的示数为零，说明电路断路，电压表有示数说明电压表与电源是连接的，灯泡不亮说明灯泡断路，电压表示数等于电源电压U=6V．
故答案为：（1）R2；（2）D；（3）0.5；减小；（4）灯泡断路；6．

点评 本题是测定小灯泡额定功率的实验，注意滑动变阻器规格的选择：选择滑动变阻器要考虑滑动变阻器的电阻和电流，滑动变阻器的电阻在电路是否够用，但又不能太大；滑动变阻器允许通过的电流大于电路最大电流．有关电路故障的分析灯泡不发光，其原因有三：灯泡断路；灯泡短路或灯泡的实际功率太小，根据实际情况进行分析．

练习册系列答案
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17．一个额定电压是6V的小灯泡，其正常工作时通过的电流约为0.3A．小组想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，两个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源一只（电压为12V）．

（1）小组设计了如图a电路图，通过分析你认为小明应选用规格为50Ω0.5A的滑动变阻器．
（2）图b已连接了部分电路，请你根据图a所示电路图，用笔画线代替导线，将电路连接完整，使滑片向左移动时灯变亮．
（3）小组正确选择了滑动变阻器，将图b的电路补充连接后，闭合开关，发现灯泡发光较暗，电流表有示数．任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变（示数不为零）且小于6V，可能是滑动变阻器连接时，将滑动变阻器的下面两个接线柱连入电路；若灯不亮，电流表示数为0，而电压表的示数接近电源电压，可能故障是小灯泡灯丝断了．
（4）小组排除故障后，继续实验．在实验过程中，应注意观察电压表的示数，当它的示数为6V时，表明灯正常发光，记下此时电流表的示数．
（5）小组又通过实验测得小灯泡电流随电压变化曲线如图c．由图可知，小灯泡的额定功率是1.8W．
14．如图所示，在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V．
（1）连接电路时，开关应断开．
（2）请你用笔画线代替导线将图A电路连接完整；
（3）闭合开关前，应先将滑动变阻器滑片移到左端（选填“左”或“右”）；闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表指针偏转，电压表示数为0，产生故障的原因可能是灯泡短路．
（4）排除故障后，实验得到的数据如下表所示，在第1 次实验中，小灯泡两端电压为2V，电流表示数如图B所示，此时小灯泡的实际功率为0.4W．
次数表示数U/V电流表示数I/AP/W
12.0①②
22.50.220.55
32.80.240.67
（5）由上表可知，小灯泡额定功率为0.55W；由表中可得出，电阻是变化的，其原因是电阻随温度变化．
1．在测量小灯泡电功率的实验中，实验室提供的器材有：电源（电压恒为6V），额定电压为2.5V，电阻约为10Ω的小灯泡，电流表、电压表、开关各一个，导线若干．滑动变阻器规格有“10Ω、lA’，“50Ω、1.5A’，）两个．
（1）图甲是小明连接的部分实物图，请你用笔画线代替导线，将实物图连接完整．

（2）检查电路连接无误后，将滑动变阻器的滑片置于A（填“A”或“B”）端，闭合开关后，小明立即发现小灯泡发光过亮不能进行实验，原因是他使用了规格为“10Ω、lA”的滑动变阻器．
（3）小明改正错误后，闭合开关，改变滑动变阻器连入电路的阻值，记下各组对应的电压表和电流表的示数，并绘制如图乙所示的I-U图象，根据图象可知小灯泡的额定功率是0.625W；图中从原点到M点再到N点的曲线反映灯丝的电阻是变化的．
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