Question

8．图甲是小超同学设计的“测量小灯泡额定功率”的电路图．电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V、额定功率约为1W．滑动变阻器有两个，R₁（5Ω 0.5A）、R₂ （10Ω 1A）．

（1）请用笔画线代替导线将图乙的实物图补充完整．
（2）小超应该选择的滑动变阻器是R₂．
（3）用合开关S前，滑片P应滑到最右端（选填“左端”或“右端”），闭合开关S后灯泡不亮，两电表有较小的示数，灯泡不亮的原因是变阻器连入过大，接下来的操作是：调节滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为2.5V．
（4）小超确定电路连接正确后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应该观察电压表的示数．小灯泡正常发光时，电流表的指针如图丙所示，通过小灯泡的电流为0.48 A．其额定功率为1.2W．滑动变阻器在实验中的作用：①保护电路；②调节灯泡两端电压．

Answer 1

分析 （1）根据I=$\frac{P}{U}$求出灯泡灯泡额定电流的大约值确定电流表的量程，且与滑动变阻器串联；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，电压表与灯泡并联，灯泡与电源的负极相连；
（2）额定电压下灯泡正常发光，根据串联电路的电压特点得出滑动变阻器两端的电压，再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻即可判断其规格；
（3）用合开关S前，为防止电路中电流过大烧坏电路元件，保护电路的滑动变阻器处于最大阻值处；电表都有示数说明电路无故障，可通过调节变阻器使灯泡发光；
（4）实验的目的是测额定电压下灯泡的电功率，所以调节滑片时应观察电压表的示数；根据电流表的量程和分度值读出其实数，根据P=UI求出灯泡的额定功率．

解答 解：
（1）灯泡的额定电流约为I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A＜0.6A，所以电流表的量程为0～0.6A，且与滑动变阻器串联；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，电压表与灯泡并联，灯泡与电源的负极相连；如图所示：
；
（2）灯泡正常工作时的电压为2.5V，滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑动变阻器接入电路的电阻约为R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.4A}$=8.75Ω＞5Ω，
故选R₂．
（3）用合开关S前，保护电路的滑动变阻器处于最大值的右端；
闭合开关S后灯泡不亮，两电表有较小的示数，说明灯泡两端电压不到2.5V，原因是变阻器连入过大，所以应使灯泡两端电压增大，需要调节滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为2.5V；
（4）本实验的目的是测额定电压下灯泡的实际功率，所以调节滑片时应观察电压表的示数，使其达到灯泡的额定电压；
电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电压表的示数为0.48A；
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.48A=1.2W；
滑动变阻器在实验中的作用：①保护电路；②调节灯泡两端电压．
故答案为：（1）如上图所示；（2）R₂；
（3）右端；变阻器连入过大；调节滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为2.5V；
（4）电压表的示数；0.48；1.2；①保护电路；②调节灯泡两端电压．

点评 本题考查了实物电路图的连接、滑动变阻器的使用、电流表的读数、电功率的计算等，关键是根据已知条件确定电流表的量程和根据串联电路的特点、欧姆定律选择滑动变阻器的规格．