Question

2．在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．待选滑动变阻器三只：R₁（5Ω 0.5A）、R₂（10Ω 0.5A）、R₃（500Ω 1A）．
（1）为顺利完成实验，应该选用的变阻器规格是10Ω 0.5A；
（2）小向同学正确选择器材并按实验步骤正确操作，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图2所示的I-U图象，根据图象，可知小灯泡的额定功率是0.5W．

（3）在小向同学完成实验后，小勇同学也利用这套实验器材进行同样的实验，实验中连接好如图1电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是小灯泡断路（写出一种即可）．

Answer 1

分析 （1）选择滑动变阻器的规格，要从电路需要滑动变阻器的最大电阻和电路通过的最大电流考虑：
滑动变阻器的最大阻值要稍大于电路需要滑动变阻器的最大阻值．
滑动变阻器允许通过的最大电流大于电路最大电流．
（2）由图丙所示图象求出灯泡额定电压所对应的电流，由P=UI求出灯泡额定功率．
（3）灯泡不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路；电流表无示数可能是电路断路；电压表示数接近3V，等于电源电压，说明电压表与电源两端相连，电压表并联电路之外，不存在断路；综合分析知电路故障原因是灯泡断路．

解答 解：（1）灯泡正常工作时电流为I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A．
测定灯泡功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点得，灯泡正常工作时，
滑动变阻器电压为：U'=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
滑动变阻器电阻为：R'=$\frac{U′}{{I}_{L}}$=$\frac{2V}{0.25A}$=8Ω．
滑动变阻器最大电阻稍大于电路需要的滑动变阻器电阻，“5Ω  0.5A”电阻太小，“500Ω  1A”电阻太大．“10Ω  0.5A”的滑动变阻器电阻和电流都合适．
（2）由图丙所示I-U图象可知，灯泡额定电压U=2.5V，所对应的电流I=0.2A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（3）闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是小灯泡断路；
故答案为：（1）10Ω  0.5A；（2）0.5；（3）小灯泡断路．

点评 本题的重点、难点在于电压表、电流表量程的选择和滑动变阻器规格的选择：
电压表的量程由灯泡的额定电压来判断；
电流表的量程由灯泡的额定电流大约值来判断；                      
滑动变阻器要考虑滑动变阻器的电阻和电流，滑动变阻器的电阻在电路是否够用，但又不能太大；滑动变阻器允许通过的电流大于电路最大电流．