Question

6．在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω，可供选用的滑动变阻器R₁和R₂的最大阻值分别为10Ω、30Ω．

（1）应该选用的滑动变阻器是R₂（选填“R₁”或“R₂”）；在连接电路时，开关处于断开状态．
（2）请你用笔画线代替导线，将图1的实物图补充完整．（导线不能交叉）
（3）闭合开关，移动滑片P，使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图2所示为0.3A，则小灯泡的额定功率为0.75W．
（4）小宇同学想换用其他规格的小灯泡再做该实验，在未断开开关的情况下，直接将小灯泡从灯座上拔出，那么拔出后电压表示数变大，电流表示数变小，他这种操作是错误的．（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
（5）做完实验后，小宇将“测小灯泡电功率”实验与以前做过的“伏安法测电阻”的实验进行比较，发现有许多不同之处，请你写出一个不同之处：实验原理不同．

Answer 1

分析 （1）根据串联电路电压特点，求出灯泡正常工作时，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，即可选择合适的滑动变阻器；
在连接电路时为了保护电路，开关处于断开状态．
（2）将滑动变阻器按照“一上一下”的原则串联连入电路；
（3）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；
（4）在未断开开关的情况下，直接将小灯泡从灯座上拔出，相当于灯泡开路，根据开路的特点和电压表的测量对象即可判断示数变化；
（5）从实验目的、原理、用电器不同等方面进行分析；伏安法测电阻原理：R=$\frac{U}{I}$，测电功率原理：P=UI．

解答 解：（1）灯泡正常工作时的电压U_L=2.5V，根据欧姆定律可得，此时电路中的电流约为：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A；
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知：滑动变阻器分压U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
由于串联电路中各处的电流相等，则滑动变阻器接入电路中的电阻约为：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω＞10Ω，故滑动变阻器应选R₂．
（2）由图可知：滑动变阻器的右上方已经连接，根据“一上一下”的原则可知，将下面的一个接线柱与电源的正极相连即可；如图：

（3）由图2可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，则灯泡的额定功率P=U_LI_L=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）由电路图知，电压表并联在灯泡两端，电流表测的是电路的电流，在未断开开关的情况下，直接将小灯泡从灯座上拔出，相当于灯泡开路，所以电流表示数变小，电压表的正负接线柱与电源的正负极相连接，所以示数变大．
（5）实验原理不同（测功率用P=UI，测电阻用欧姆定律R=$\frac{U}{I}$）．
故答案为：（1）R₂；（2）如上图所示；（3）0.3；0.75；（4）变大；变小；（5）实验原理不同（测功率用P=UI，测电阻用欧姆定律R=$\frac{U}{I}$）．

点评 本题考查了根据实物图画电路图、滑动变阻器的使用、故障分析、两个实验（测电阻、测电功率）的比较，属于难题．