在“测定小灯泡的电功率的实验中.选用如图1所示的器材.其中电源电压为6V.小灯泡的额定电压为2.5V．(1)为了顺利完成实验探究.下列两种规格的滑动变阻器应选用BA．“15Ω 0.5A 的滑动变阻器 B．“50Ω 0.5A 的滑动变阻器(2)用笔画线代替导线.将图1实物电路连接完整.P右移灯变亮．(3)闭合开关前.应将图1中所示的滑� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

3．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图1所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）．

（1）为了顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用B
A．“15Ω 0.5A”的滑动变阻器
B．“50Ω 0.5A”的滑动变阻器
（2）用笔画线代替导线，将图1实物电路连接完整，P右移灯变亮．
（3）闭合开关前，应将图1中所示的滑动变阻器的滑片滑到电阻最大处．
（4）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是小灯泡断路．
（5）排除故障后，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图2所示，其读数是2.2V；为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向B端移动．
（6）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图3所示）．实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡不发光，根据图象分析其原因是小灯泡实际电功率太小．
（7）、此实验还可以只用电流表而不用电压表也能测灯泡额定功率，其电路如图4所示，R₀已知，其中关键的一步是必须调节滑动变阻器，S、S₁闭合S₂断开，使电流表A的示数为I₁时灯泡正常发光，P不动，S、S₁闭合，S₂断开，再读出电流表A的示数I₂，才能计算出小灯泡的额定功率P_额=2.5（I₂-I₁）．

分析（1）由I=$\frac{U}{R}$计算灯泡正常发光的电流，滑动变阻器与灯泡串联．根据串联电路特点和欧姆定律计算滑动变阻器的电阻；
（2）由（1）知额定电流，判断出电流表的量程；滑动变阻器按“一上一下”接且P右移灯变亮，即接右下接线柱；
（4）闭合开关，灯泡不亮，电流表无示数，说明电路断路了；电压表的指针有示数，说明电压表通过电流表和滑动变阻器与电源两极相连，由此分析故障的原因；
（5）读出电压表示数，根据串联电路的分压原理分析滑片的移动方向；
（6）灯泡亮度由实际功率决定，由此分析解答．
（7）由电路图可知，电路中无电压表，只有电流表；要测2.5V的小灯泡L的额定，可根据并联电路各支路两端的电压相等进行设计电路；即调节滑动变阻器接入电路的电阻，使R₀与电流表示数的乘积为2.5V，再用电流表测出干路电流，根据并联电路的电流特点求出通过灯泡的电流，最后利用P=UI求出灯泡的额定功率．

解答解：
（1）测量小灯泡的电功率实验中，L与滑动变阻器串联，电压表测L两端电压，电流表测电路中电流，
由题知灯泡正常发光时电路中电流约为：I=$\frac{U}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{12Ω}$≈0.21A，由串联电路特点可知：
I=I_R=I_L=0.21A，
此时变阻器连入阻值：R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{U-{U}_{L}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.21A}$≈16.7Ω，
所以应选择滑动变阻器的规格为50Ω 0.5A；
故选B；
（2）由上面解答知灯泡的额定电流为0.21A＜0.6A，故电流表的量程为0-0.6A，P右移灯变亮，表示连入电路的电阻丝变短，电阻减小，故滑动变阻器接右下接线柱，电路连接如下图所示：

（4）小灯泡不亮，电流表没有示数，说明电路中有断路的地方，电压表有示数，说明电压表的两个接线柱和电源连接的部分没有断路，故障是小灯泡断路了；
（5）电压表测量灯泡的电压，电压表量程0-3V，分度值0.1V，由图知电压表示数为2.2V，即灯泡两端的电压为2.2V，
要使灯泡两端电压由2.2V增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻减小，滑动变阻器连入电路的部分减小，滑片向B端移动；
（6）由图象知，当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡的电流小于0.1A，此时电功率会小于P=UI=0.5V×0.1A=0.05W，实际功率太小，所以灯泡不发光；
（7）由实验电路图可知主要测量步骤：
①闭合开关S和S₁，断开S₂，调节滑动变阻器使R₀和电流表示数的乘积为2.5V，并记录电流表的示数为I₁；
②断开开关S₁，闭合开关S、S₂，保持滑动变阻器的阻值不变，记录此时电流表的示数为I₂；
③通过灯泡的电流I_L=I₂-I₁，则灯泡L的额定功率P=2.5（I₂-I₁）．
故答案为：（1）B；（2）见上图；（4）小灯泡断路；（5）2.2；B；（6）小灯泡实际电功率太小；（7）S、S₁；S₂；2.5（I₂-I₁）．