Question

7．如图1所示，是小强“测小灯泡功率”的实验电路．其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10?．滑动变阻器有：A．规格为“10?  2A”、B．规格为“50?  1A”可选．

（1）本实验应该选择B规格的滑动变阻器．闭合开关前，滑动变阻器滑片应放在B端（选填“A”或“B”）
（2）请用笔画线代替导线将图1所示的实验电路连接完整．
（3）闭合开关后小强发现电流表和电压表有示数但都很小，且看不到小灯泡发光，其原因是滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小．
（4）当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时，电压表示数如图2所示，为1.8V．要测小灯泡的额定功率时，应将滑片P向A（选填“A”或“B”）端移动，使电压表示数为2.5V．
（5）实验中小强移动滑动变阻器的滑片，记录了多组小灯泡两端不同的电压及对应的通过小灯泡的电流值，根据这些数据在坐标纸上绘制出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象（如图3所示）．分析图象可知，小灯泡的额定功率为0.625W．

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据欧姆定律求出此时电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的阻值即可选择器滑动变阻器的规格；为防止电路中电流过大，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放在最大值处；
（2）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联；
（3）闭合开关后，小刚发现电流表和电压表有示数但都很小，且看不到小灯泡发光，说明灯泡分得的电压太小，电路中的电阻过大造成的；
（4）根据电压表的量程和分度值读出电压表的示数，电压表的示数小于灯泡的额定电压，要使灯泡正常工作，灯泡两端电压增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小；
（5）根据P=UI，从图象找到小灯泡的电压在2.5V时的电流，计算出其额定功率．

解答 解：（1）灯泡正常发光时的电压等于额定电压U_L=2.5V，
根据欧姆定律可知此时电路电流约为I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
此时滑动变阻器接入电路的阻值R_滑$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，
所以本实验中应该选择规格为“50Ω 1A”的B滑动变阻器；
为防止电路中电流过大，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放在最大值B端；
（2）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联，如图所示：

（3）闭合开关后，电流表和电压表有示数但都很小，且看不到小灯泡发光，其原因是滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小；
（4）电压表使用0～3V量程，分度值为0.1V，电压为1.8V；
要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从1.8V增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向A端移动，使电压表的示数为2.5V为止；
（5）由图象，当灯泡电压U=2.5V时，I=0.25A，
所以灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案为：
（1）B；B；
（2）见上图；
（3）滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小；
（4）1.8；A；
（5）0.625．

点评 本题考查了滑动变阻器的选择和串联电路特点及欧姆定律的应用、电路现象的判断、电压表的读数、滑动变阻器的使用等，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等且会结合图象计算其额定功率．