Question

13．在“测定小灯泡的电功率”实验中，电源电压8V，小灯泡L的额定电压是2.5v，电阻大约l0Ω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．

（1）应该选用的滑动变阻器是R₂（选填“R₁”或“R₂”）；
（2）请用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整（连线不得交叉）．要求当滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数增大．
（3）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，接下来应进行的操作是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滑片   D．向右移动滑动变阻器滑片
（4）如图乙是根据实验数据绘成的图象．根据图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.625W．当滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡的电阻将变小；
（5）继续移动滑片，小灯泡突然熄灭，此时电流表示数为0，而电压表有示数，那么发生的故障是小灯泡断路．

Answer 1

分析 （1）知道灯泡额定电压和电阻，求出灯泡额定电流，根据串联电路的特点，得出灯泡正常工作时滑动变阻器两端的电压，并根据R=$\frac{U}{I}$求出滑动变阻器的电阻；
（2）连接实物图，滑动变阻器要串联在电路中，接线柱选择“一上一下”，电流表串联在电路里，注意量程的选择；
（3）灯泡不亮，电流表有示数，可能灯泡短路或通过灯泡的电流太小，如果移动滑动变阻器滑片，灯泡还不发光，电流表示数也不变时，灯泡短路，如果移动滑片，灯泡变亮，电流表示数变大，说明电流太小，所以应移动滑片，使总电阻减小，确定灯泡不亮的原因；
（4）根据图象获得灯泡额定电压对应的电流，根据P=UI计算额定功率，滑片左移，变阻器接入电路的长度变大，电阻变大，总电阻变大，电路电流减小，灯丝温度降低，电阻变小；
（5）当灯泡两端电压超过额定电压会烧坏灯泡，电压表串联在电路中，电压表测电源电压．

解答 解：（1）小灯泡L的额定电压是2.5V，电阻大约l0Ω左右，灯泡正常工作时，电路中的电流约为I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
电源电压8V，灯泡正常工作时，滑动变阻器两端的电压为：U_R=U-U_L=8V-2.5V=5.5V，
灯泡正常工作时，滑动变阻器接入电路的电阻约为：R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{5.5V}{0.25A}$=22Ω，
R₁的最大阻值为10Ω，不能达到22Ω，所以应选择最大阻值为50Ω的滑动变阻器R₂；
（2）灯泡正常工作时，电路中的电流约为0.25A，电流表选择0～0.6A量程，将电流表的“0.6”接线柱和小灯泡的左接线柱连接，
当滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数增大，电源电压不变，根据R=$\frac{U}{I}$可知，电路中总电阻减小，即滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路的电阻减小，滑动变阻器下面应选择B接线柱，将开关的右接线柱和滑动变阻器的“B”接线柱连接起来，
实物图连接如下：

（3）电流表有示数，灯泡不亮，根据R=$\frac{U}{I}$，首先通过右移滑片，减小电路中的总电阻，增大电路中的电流，来判断是灯泡短路还是电路电流太小造成的灯泡不亮，故选D；
（4）由图象可知，当灯泡两端电压为额定电压2.5V时，电路中的电流为0.25A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W，
左移滑片，滑动变阻器电阻增大，总电阻增大，电源电压不变，根据I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流减小，灯丝温度降低，灯丝电阻减小；
（5）继续移动滑片，若灯泡电压增大超过灯泡额定电压，烧断灯丝，电路断路，电流表示数为0，电压表串联在电路中，测电源电压．
故答案：（1）R₂；（2）如上图所示；（3）D；（4）0.625；小；（5）小灯泡断路．

点评 本题考查了“测定小灯泡的电功率”实验，涉及到滑动变阻器的选择与调节、实物电路的连接、灯泡电阻的变化、电路故障的分析，要求能从图表中获取需要的信息，知道灯泡电阻和温度的关系，能够熟练应用欧姆定律及其变形公式是解决本题的关键．