Question

3．小剛在“測(cè)該小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：被測(cè)小燈泡（額定電壓時(shí)2.5V，電阻約為10Ω）、電源（電壓恒為6V）、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)各一個(gè)，規(guī)格分別為“10Ω，1A”“50Ω，0.5A”的滑動(dòng)變阻器兩個(gè)，導(dǎo)線若干．

（1）按圖甲設(shè)計(jì)的電路，他應(yīng)選用規(guī)格為50Ω 0.5A的滑動(dòng)變阻器．
（2）實(shí)物連接如圖乙所示．閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，經(jīng)檢查是由于一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)趫D乙中連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫出正確的連線．
（3）小剛改正錯(cuò)誤后閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡很暗，為測(cè)小燈泡的額定功率，下一步進(jìn)行的操作是應(yīng)將滑片P向A端適當(dāng)移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V，操作后電流表的讀數(shù)0.32A（如圖丙所示），則可知該燈的額定功率為0.8W．
（4）小電燈正常工作時(shí)，連入電路的滑動(dòng)變阻器的阻值為10.9Ω．（保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，然后選擇滑動(dòng)變阻器；
（2）本實(shí)驗(yàn)中，電壓表與燈泡并聯(lián)測(cè)燈泡電壓，電流表與燈泡串聯(lián)測(cè)燈泡電流，在實(shí)物連接圖中找到錯(cuò)誤之處：主要分析電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的正確使用，從電壓表和電流表的正負(fù)接線柱、量程、連接方式，滑動(dòng)變阻器的接線柱和連入方式上逐條分析；
（3）當(dāng)通過(guò)燈泡的電流太小時(shí)，燈泡實(shí)際功率很小，燈泡不發(fā)光，應(yīng)移動(dòng)滑片，減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，使燈泡兩端的電壓達(dá)到額定電壓值，根據(jù)圖丙讀出燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流值，然后利用P=UI求出小燈泡的額定功率；
（4）由電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；

解答 解：
（1）由甲圖知，燈泡與變阻器串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光電路中電流約為：I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
此時(shí)變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，變阻器連入阻值R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，故應(yīng)選“50Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器；
（2）電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，由原實(shí)物圖知，電壓表與燈泡串聯(lián)在電路中，由于電壓表阻值太大，所以通過(guò)燈泡電流非常小，因此燈泡不亮；且滑動(dòng)變阻器與燈泡并聯(lián)了，修改后電路如下圖所示：
；
（3）閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡很暗，說(shuō)明通過(guò)燈泡電流太小，燈泡實(shí)際功率太小，應(yīng)移動(dòng)滑片，減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，應(yīng)將滑片P向A端適當(dāng)移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
由圖丙所示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.32A，燈泡額定功率：P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（4）由串聯(lián)電路特點(diǎn)知，燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
通過(guò)變阻器的電流：I_滑=I=0.32A，
變阻器連入阻值R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.32A}$≈10.9Ω；
故答案為：（1）“50Ω 1.5A”；（2）；（3）應(yīng)將滑片P向A端適當(dāng)移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；0.32；0.8；（4）10.9．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了在實(shí)物連接圖中找到錯(cuò)誤之處和伏安法測(cè)小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)操作等，明白實(shí)驗(yàn)的目的和方法是解決本題的關(guān)鍵．