Question

12．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）閉合開關(guān)前，應(yīng)將圖甲中所示的滑動(dòng)變阻器的滑片滑到B（A/B）端．
（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，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，若電路只有一處故障，則故障原因是小燈泡短路．
（4）排除故障后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)是2.2V；為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向A（A/B）端移動(dòng)．
（5）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小燈泡燈絲電阻是變化的，主要是受溫度變化的影響．
③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)圖象分析其原因是小燈泡實(shí)際功率太�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電壓、燈泡額定電壓和額定電流，確定滑動(dòng)變阻器兩端最大電壓，確定滑動(dòng)變阻器的選擇．
（2）閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)滑動(dòng)最大阻值，即遠(yuǎn)離下接線柱．
（3）根據(jù)電流表有示數(shù)，說明電路中存在短路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表中間部分短路．
（4）當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓時(shí)，燈泡的實(shí)際功率等于額定功率；先根據(jù)電壓表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表的示數(shù)，然后根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)確定滑動(dòng)變阻器移動(dòng)的方向．
（5）首先確定小燈泡的額定電壓，根據(jù)圖象確定額定電流，然后根據(jù)P=UI計(jì)算功率．燈絲的電阻受溫度影響很大，當(dāng)燈泡的實(shí)際功率太低，亮度太低就不能看到燈泡發(fā)光．

解答 解（1）根據(jù)燈泡額定電壓2.5V、電阻約12Ω、電源電壓6V，則燈泡的額定電流約0.2A，
由U_滑=U-U_燈=6V-2.5V=3.5V，
由R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{3.5V}{0.2A}=17.5Ω$所以滑動(dòng)變阻器電阻最大阻值應(yīng)該大于17.5Ω則應(yīng)該選擇“50Ω  0.5A”．
（2）閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)滑到最大阻值，即遠(yuǎn)離下接線柱，所以應(yīng)滑到B端．
（3）根據(jù)電流表有示數(shù)，說明電路中存在短路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表中間部分短路，所以小燈泡短路．
（4）根據(jù)圖乙可知，電壓表為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V，小于燈泡的額定電壓，故需減小滑動(dòng)變阻器分得的電壓，即減小滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，故將滑片向A端移動(dòng)
（5）①由圖象丙可知，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．
②由圖象可知，燈絲電阻隨電壓增大而增大，主要是由于燈絲的溫度升高；
③當(dāng)燈泡兩端電壓低于0.5V時(shí)，燈泡的實(shí)際功率很小，所以不能看到燈泡發(fā)光．
故答案為：（1）B； （2）B； （3）小燈泡短路； （4）2.2V；A；（5）①0.625W； ②溫度；③小燈泡實(shí)際功率太�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、電表讀數(shù)、燈泡的實(shí)際功率和額定功率、分析燈泡電阻變化的原因等問題，是常考問題，要掌握；對(duì)電表讀數(shù)時(shí)要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)．