Question

1．某班同學(xué)到實(shí)驗(yàn)室做“測(cè)定小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)．被測(cè)小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω．實(shí)驗(yàn)室有如下器材：電源（電壓為6V）、電流表（0～0.6A  0～3A）、電壓表（0～3V  0～15V）、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干，滑動(dòng)變阻器三只：R₁（5Ω  0.5A）、R₂（50Ω  0.5A）、R₃（500Ω  1A）．同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的電路如圖甲所示：
（1）最合適的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R₂（選填“R₁”、“R₂”、“R₃”）
（2）實(shí)驗(yàn)前在檢查儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示，則接下來的操作是調(diào)零．

（3）實(shí)驗(yàn)中，連接好電路后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，且電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障的原因可能是燈泡斷路
（4）經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片的位置，多次測(cè)量通過小燈泡的電流和它兩端的電壓，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，同學(xué)們畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖象（如圖丙），根據(jù)圖象提供的信息，算出小燈泡的額定功率為0.625W．

Answer 1

分析 （1）選擇滑動(dòng)變阻器的規(guī)格，要從電路需要滑動(dòng)變阻器的最大電阻和電路通過的最大電流考慮：滑動(dòng)變阻器的最大阻值要稍大于電路需要滑動(dòng)變阻器的最大阻值．滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流大于電路最大電流．
（2）實(shí)驗(yàn)前，要看電表的指針是否指零刻度，不在零刻度要進(jìn)行調(diào)零．
（3）連接好電路后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，電流表無示數(shù)，說明電路斷路；小燈泡始終不亮，且電壓表有示數(shù)，說明斷路位置在小燈泡處．
（4）在圖象上找到燈泡2.5V下的電流，根據(jù)P=UI計(jì)算額定功率．

解答 解：（1）燈泡正常工作時(shí)電流為I_L=$\frac{U′}{R′}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A．
測(cè)定燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)得，燈泡正常工作時(shí)，
滑動(dòng)變阻器電壓為：U=U_總-U'=6V-2.5V=3.5V，滑動(dòng)變阻器電阻為：R'=$\frac{U}{I′}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω．
滑動(dòng)變阻器最大電阻稍大于電路需要的滑動(dòng)變阻器電阻，“5Ω  0.5A”電阻太小，“500Ω  1A”電阻太大．“50Ω  0.5A”的滑動(dòng)變阻器電阻和電流都合適．
（2）實(shí)驗(yàn)前，電流表指針沒有在零刻度，需要調(diào)零；
（3）連接好電路后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，且電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障的原因可能是燈泡斷路；
（4）在圖象中查得，燈泡在2.5V下的電流為0.25A，所以P_額=U_額I_額=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案為：（1）R₂；（2）調(diào)零；（3）燈泡斷路；（4）0.625．

點(diǎn)評(píng) 電路故障一般有兩種：斷路與短路；閉合開關(guān)如果電路中無電流，表明電路斷路；閉合開關(guān)如果電路電流過大則電路發(fā)生了短路；由電壓表可判斷斷路或短路位置．