Question

6．老師布置同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中做“伏安法”測(cè)小燈泡額定電功率的實(shí)驗(yàn)，提供的器材如下：
①兩節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組；②三節(jié)蓄電池串聯(lián)組成的電池組；③額定電壓為2.5V的小燈泡（電阻約10Ω）；④電流表（0-0.6-3A）；⑤電壓表（0-3-15V）；⑥“1A 50Ω”滑動(dòng)變阻器A；⑦“1.5A 20Ω”滑動(dòng)變阻器B；⑧開關(guān)；⑨導(dǎo)線若干；
（1）陳楠同學(xué)選定了如圖1所示的器材，并連接了部分電路，請(qǐng)你將剩下的電路連接好．
（2）陳楠同學(xué)連接完最后一根導(dǎo)線后，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電表都有明顯示數(shù)，燈泡發(fā)出很明亮的光，然后不再發(fā)光，說明他連接電路時(shí)連接電路開關(guān)沒有斷開，并且滑動(dòng)變阻器的滑片沒移到最大值處．
為了順利完成實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為接下來的操作應(yīng)該是：①斷開開關(guān)；②將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最大值的位置③換上新燈泡．
（3）解決了存在的問題后，陳楠同學(xué)按正確的操縱步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表指針的位置如圖2所示，則燈泡的額定功率為0.6W．
（4）根據(jù)陳楠的實(shí)驗(yàn)情況，你認(rèn)為她在實(shí)驗(yàn)中選用滑動(dòng)變阻器B比較合適．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中，變阻器、電流表、燈泡串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)燈泡規(guī)格判斷電表量程；
（2）接完最后一根線，燈泡立即發(fā)光，說明連接電路時(shí)開關(guān)沒有斷開；燈泡發(fā)出明亮的光，說明燈泡功率較大，電路電流過大，電路電阻太小，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值未調(diào)節(jié)到最大阻值處；要完成實(shí)驗(yàn)，需要換燈泡；
（3）根據(jù)電流表的量程、最小分度值，由圖示讀出電流表示數(shù)，由P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算燈泡發(fā)光時(shí)變阻器連入阻值，從而確定變阻器規(guī)格．

解答 解：
（1）測(cè)小燈泡額定電功率的實(shí)驗(yàn)中，變阻器、電流表、燈泡串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，燈泡額定電壓2.5V，所以電壓表使用0-3V量程，燈泡正常發(fā)光電流約：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表使用0-0.6A量程，如圖所示：
；
（2）連接完最后一根導(dǎo)線時(shí)，立即看到燈泡發(fā)出明亮的光，說明連線時(shí)開關(guān)沒有斷開；燈泡發(fā)光明亮說明電路中電流較大，電阻減小，后不再發(fā)光，說明燈泡被燒壞，這些都說明滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值未調(diào)節(jié)到最大阻值處；
為了順利完成實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為接下來的操作應(yīng)該是：①斷開開關(guān)；②將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最大值的位置；③換上新燈泡；
（3）電流表的量程是0-0.6A，最小分度值是0.02A，燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)是I=0.24A，
所以燈泡額定功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（4）兩節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組電壓為3V，
根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)知，燈泡正常發(fā)光時(shí)通過變阻器的電流：I_L=I_R=0.24A，
由歐姆定律可得，燈泡發(fā)光時(shí)變阻器連入阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{U-{U}_{L}}{{I}_{R}}$=$\frac{3V-2.5V}{0.24A}$≈2.1Ω，
所以應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器B．
故答案為：（1）見上圖；（2）連接電路開關(guān)沒有斷開；滑動(dòng)變阻器的滑片沒移到最大值處；②將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最大值的位置；③換上新燈泡；（3）0.6；（4）B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物圖、連接實(shí)物圖的注意事項(xiàng)、電流表示數(shù)、求燈泡的功率，是實(shí)驗(yàn)的常考內(nèi)容，注意連接滑動(dòng)變阻器是要注意接一上一下兩個(gè)接線柱．