Question

14．如图甲所示，在测定小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

（1）连接电路时，开关应断开．
（2）闭合开关，移动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数、电流表无示数，若故障只发生在电灯或滑动变阻器上，则原因可能是小灯泡断路．
（3）排除故障后，闭合开关移动滑片P至电压表的示数如图乙所示，要获得小灯泡额定功率的数据，滑片P应向B（选填“A”或“B”）移动．移动滑动变阻器滑片P的同时，眼睛应注视C（选填字母）．
A．小灯泡亮度   B．电流表示数  C．电压表示数  D．滑动变阻器滑片
（4）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制得如图丙所示的图象．由图象可知，小灯泡两端电压是1.5V时，其电阻是10Ω，灯泡的额定功率是0.5W．该实验中滑动变阻器除了保护电路外，还有改变灯泡两端的电压的作用．

Answer 1

分析 （1）连接电路时，为保护电路，开关应断开；
（2）若电流表无示数，灯不亮，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的灯泡开路了；
（3）灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
（4）由图丙分别找到1.5V、额定电压下的电流，根据欧姆定律求电阻的大小及额定功率，根据题意回答变阻器的作用．

解答 解：（1）连接电路时，为保护电路，开关应断开；
（2）电流表无示数，灯不亮，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的灯泡断路了；
（3）排除故障后，闭合开关移动滑片P至电压表的示数如图乙所示，图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V，小于灯的额定电压，要使灯正常发光，根据串联电路电压的规律，应增大灯的电压，减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻，即滑片P应向B移动；
移动滑动变阻器滑片P的同时，眼睛应注视电压表示数，直到为2.5V；
（4）由图丙可知，小灯泡两端电压是1.5V时，通过的电流为0.15A，其电阻是：
R=$\frac{U}{I}=\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω，
灯的电压为2.5V时，通过的电流为0.2A，则灯泡的额定功率为：
P_L=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W．
由题意知，改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，故该实验中滑动变阻器除了保护电路外，还有改变灯泡两端的电压的作用．
故答案为：（1）断开； （2）小灯泡断路； （3）B；  C； （4）10；0.5； 改变灯泡两端的电压．

点评 本题测定小灯泡电功率，考查实验注意事项、故障分析、操作过程、电阻和额定功率的计算及变阻器的作用．