Question

18．在“測定小燈泡的電功率”實驗中，電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω左右，可供選用的滑動變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為0.2A、10Ω和0.5A、50Ω，實驗電路如圖甲所示．

（1）為使實驗正常進行，應選擇變阻器R₂，電流表應選擇0.6A的量程．
（2）電路正確連接后，閉合開關，移動滑片P，發(fā)觀燈泡始終不亮，且電流表無示數，但電壓表有示數，則故障原因可能是燈泡斷路．
（3）重新更換器材后實驗，圖乙是根據實驗數據繪成的U-I圖象．根據圖象提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W．當滑動變阻器的滑片向左移動時，小燈泡的電阻將增大．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡額定電壓和電阻，求出燈泡額定電流，燈泡電流表的量程．
滑動變阻器與燈泡串聯．根據測量電路電壓特點，求出燈泡正常工作時，滑動變阻器的電壓，求出滑動變阻器的電阻．
（2）燈泡不亮，電流表無示數，說明電路為斷路，電壓表有示數，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連；
（3）根據圖象獲得燈泡2.5V時的電流，根據P=UI，計算額定功率．
滑片左移，滑動變阻器接入電路的長度變短，電阻變小，總電阻變小，電路電流增大，燈泡電壓增大，溫度升高，燈絲電阻增大．

解答 解：（1）燈泡正常工作時，
I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，故電流表的量程為0-0.6A
滑動變阻器電壓為：U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑動變阻器電阻為：R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω．
選擇滑動變阻器R₂．
（2）燈泡不亮，電流表無示數，說明電路為斷路，電壓表有示數，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連；因此電路故障為燈泡斷路．
（3）由圖象找到燈泡2.5V的電流為0.2A．
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
左移滑片，滑動變阻器電阻減小，總電阻減小，電流增大，燈泡電壓增大，燈絲溫度升高，電阻增大．
故答案為：（1）R₂；0.6；（2）燈泡斷路；（3）0.5；增大．

點評 本題考查了電流表量程的選擇、滑動變阻器的選擇、歐姆定律的應用以及故障問題等．屬于常見題型，難度不大．