Question

10．小明同学做“测定小灯泡电功率”的实验，器材如图甲所示，干电池是新的．小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器有“5Ω 1A”和“20Ω 2A”两种规格．

（1）在图甲所示的电路中，两根导线尚未连接，请你用笔画线代替导线在图中正确连接．要求：滑片在右端时阻值最大．
（2）小明正确连接电路，实验步骤也正确，闭合开关后，发现小灯发光较亮，电压表和电流表示数如图乙所示．小明经过思考发现了问题，对实验器材进行了适当的调整，然后重新实验，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现滑片在中点位置时，小灯泡正常发光．你认为他对实验器材做了怎样的调整：将原来接入的“5Ω1A”滑动变阻器更换为“20Ω2A”．
（3）小灯正常发光时，变阻器连入的电阻为10Ω，小灯正常发光时的电流为0.2A，小灯的额定功率为0.5W．

Answer 1

分析 （1）根据实验目的连接实物图时，要注意电压表、电流表的连接位置、电流方向和量程选择，滑动变阻器要采用“一上一下”的接法；
（2）根据串联电路具有分压作用和欧姆定律可知，电阻越大分担的电压也就越大，此时电压表的指针指向刻度盘的最右端，说明灯泡两端电压太大，也就是滑动变阻器分担的电压过小，即选择的滑动变阻器阻值偏小；
（3）根据题意计算出小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路中的阻值，由串联电路的电压关系计算出滑动变阻器两端的电压，由欧姆定律计算出电路中的电流；由电功率计算公式计算出小灯泡的额电功率．

解答 解：
（1）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；滑动变阻器的左下方接线柱与开关连接即可．
故实物连接如下图：

（2）小灯泡发光较亮，说明小灯泡实际功率大于额电功率，实际电压大于额定电压；根据串联电路具有分压作用和欧姆定律可知，电阻越大分担的电压越大，此时电压表指针在最右端，即选择的滑动变阻器阻值偏小，故进行的实验器材的调整为将滑动变阻器换为“20Ω 2A”规格．
（3）小灯泡正常发光时，变阻器连入的阻值：R=$\frac{20Ω}{2}$=10Ω，
电阻两端的电压：U_R=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
电路中的电流：I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{2V}{10Ω}$=0.2A；
小灯泡的额电功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案为：（1）见上图；
（2）将原来接入的“5Ω 1A”滑动变阻器更换为“20Ω 2A”；
（3）10；0.2；0.5．

点评 此题考查了实物图的连接，滑动变阻器的选择、串联电路的特点，欧姆定律和额定功率的计算等知识，属于比较典型的题目，要熟练掌握．