Question

【题目】在“测定小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V，电阻大约为20Ω，可供选用的滑动变阻器R1和R 2的最大阻值分别为20Ω、40Ω，实验电路如图（1）所示．
（1）请用笔画线代替导线将电路图（1）连接完整 ， 要求向左移动滑片时电压表示数变小；经过判断可知本实验应该选用的滑动变阻器是（选填“R1”或“R2”）．
（2）如图（2）是根据实验数据绘成的U﹣I图象．根据图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是W；某同学误将电压表并联在滑动变阻器的两端，如图（3）所示，他从滑片置于最右端时开始记录第1组数据，逐渐调节滑片测得多组数据并描绘出U﹣I图象如图（4）所示．实际上小灯泡两端的电压太高会缩短灯泡的寿命，为使实验中小灯泡两端电压不超过3.5V，则滑动变阻器接入电路的最小阻值为Ω（保留一位小数）．
（3）完成上述实验后，小聪向老师要了一个已知阻值为R 0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图（5）所示的电路，也测出了灯泡的额定功率．请完成下列实验步骤： ①闭合开关S1 ， S 2与触点1接触，调节滑动变阻器，使电流表A的示数为；
② ， 闭合开关S1 ， S 2与触点2接触，；
③灯泡的额定功率表达式P额=（用已知量与测量量表示）．

Answer 1

【答案】
（1）；R2
（2）0.5；13.9
（3）；保持滑动变阻器滑片位置不变；读出电流表示数为I；2.5V×（I﹣ ）
【解析】解：（1）测定小灯泡的电功率实验中，应将电流表、灯泡和变阻器串联，滑片左移电压表示数变小，说明电路中电流变小，电阻变大，所以应将B接线接入电路中；灯泡正常发光电流约为：I= = =0.125A，所以电流表应使用0﹣0.6A量程．实物连接如图所示： ；
由串联电路特点和欧姆定律可得灯泡发光时变阻器连入电路的阻值：R= = =28Ω，所以应选择滑动变阻器R2；（2）灯泡电压等于其额定电压时正常发光，由图象知灯泡电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.2A，所以灯泡的额定功率：P额=U额I=2.5V×0.2A=0.5W；为使实验中小灯泡两端电压不超过3.5V，根据串联电路的总电压等于串联的各分电压之和可得：滑动变阻器分得最小电压U滑最小=U﹣UL最大=6V﹣3.5V=2.5V，由图2可知：U滑=2.5V时，I最大=0.18A，根据欧姆定律得变阻器的最小阻值为：R滑最小= = ≈13.9Ω；（3）实验步骤：
①闭合开关S1 ， S 2与触点1接触，调节滑动变阻器，使电流表A的示数为：I= ；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S1 ， S 2与触点2接触，读出电流表示数为I；③在步骤①中，灯与R0并联，电流表测R0的电流，移动滑片应使通过R0的电压：U0=I0R0=2.5V，此时灯泡正常发光，电流示数为： ；在步骤②中，滑片位置不变，灯仍正常发光，电流表测灯与R0的总电流，所以通过灯泡的电流为：I﹣ ；所以灯泡的额定功率表达式P额=U额I额=2.5V×（I﹣ ）．
所以答案是：（1）见上图；R2；（2）0.5；13.9；（3）① ；保持滑动变阻器滑片位置不变；读出电流表示数为I；③2.5V×（I﹣ ）．