Question

11．在“測定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，選用如圖甲所示的器材，其中電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為12Ω）．

（1）為了能夠順利完成實(shí)驗(yàn)探究，下列兩種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用B．
A．“10Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器      
B．“50Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器
（2）小華連接了如圖所示的電路，閉合開關(guān)前，小明發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你用筆在圖中這根導(dǎo)線上畫“×”，并重新畫一根正確連接電路的導(dǎo)線．
（3）閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，若電路只有一處故障，則故障原因是燈泡斷路．
（4）排除故障后，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，繪制出小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系圖象（如圖丙所示）．分析圖象可知：
①小燈泡的額定功率為0.625W．
②實(shí)驗(yàn)中觀察到：當(dāng)小燈泡兩端的電壓低于0.5V時(shí)，小燈泡不發(fā)光，根據(jù)圖象分析其原因是燈泡實(shí)際電功率太�。�

Answer 1

分析 （1）由題根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算燈泡正常工作時(shí)滑動(dòng)變阻器連入的阻值，從而選擇合適的滑動(dòng)變阻器；
（2）本實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)測其兩端電壓，滑動(dòng)變阻器一上一下串聯(lián)入電路中，由此分析改接電路；
（3）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表無示數(shù)，說明電路有斷路，再根據(jù)電壓表有示數(shù)分析判斷；
（4）①分析圖象，得出小燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，利用P=UI求出電功率；
②燈泡亮度由實(shí)際功率決定，由此分析解答．

解答 解：
（1）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可得燈泡正常工作時(shí)的電流約為：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{12Ω}$≈0.21A，
根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{L}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.21A}$≈16.7Ω，故選用滑動(dòng)變阻器B；
（2）測定小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)中，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器一上一下串聯(lián)入電路中，由圖知電壓表串聯(lián)入電路中，改接電路如圖所示：
；
（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，電流表無示數(shù)，說明電路中有斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表到電源間是通路，則故障的原因可能是燈泡斷路；
（4）①由小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系圖象可知：
當(dāng)電壓為2.5V時(shí)，電流為0.2A，所以燈泡額定功率為：
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
②根據(jù)燈泡的亮度由實(shí)際功率決定，由圖象知，當(dāng)燈泡兩端電壓小于0.5V時(shí)，電流為0.1A，由P=UI知燈泡實(shí)際功率非常小，所以燈泡不發(fā)光．
故答案為：（1）B；（2）見上圖；（3）燈泡斷路；（4）①0.625；②燈泡實(shí)際電功率太�。�

點(diǎn)評(píng) 此題是測定小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)，綜合考查了串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律應(yīng)用，電路的連接、功率計(jì)算等．要能從圖象中獲取有用數(shù)據(jù)．