Question

1．在測定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明所在的實(shí)驗(yàn)小組用的電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．可供選用的滑動(dòng)變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10Ω、50Ω．他們所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示．

（1）在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，電流表的量程應(yīng)選0～0.6A．應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是R₂（選填“R₁”或“R₂”）．
（2）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于左（選填“左”或“右”）端．
（3）小剛同學(xué)閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向右（選填“左”或“右”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（4）小麗同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W．

Answer 1

分析 （1）為防止連接最后一根導(dǎo)線時(shí)，電路中電流過大燒壞用電器，在連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開；根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出燈泡額的電流的大約值來確定電流表的量程；根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，求出燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，即可選擇合適的滑動(dòng)變阻器；
（2）為防止閉合開關(guān)時(shí)，電路中電流過大燒壞用電器，保護(hù)電路的滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處；
（3）根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出其實(shí)數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)判斷滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)的方向；
（4）根據(jù)圖象讀出2.5V時(shí)通過燈泡的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：
（1）為保護(hù)電路，在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
燈泡正常工作時(shí)的電壓U_L=2.5V，
因?yàn)榇��?lián)電路中各處的電流相等，
所以根據(jù)歐姆定律可得，此時(shí)電路中的電流約為：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
所以電流表的量程為0～0.6A；
因?yàn)榇��?lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以滑動(dòng)變阻器分壓U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻約為：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω＞10Ω，
故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₂．
（2）閉合開關(guān)前，保護(hù)電路的滑動(dòng)變阻器的滑片處于最大阻值處的左端；
（3）電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，燈泡兩端的電壓為2V；
要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)增大燈泡兩端的電壓到2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，應(yīng)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，故滑片向右端移動(dòng)．
（4）由圖象可知，燈泡的額定電流為0.2A，燈泡的額定功率P=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：（1）斷開；0.6；R₂；（2）左；（3）2；右；（5）0.5

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電表量程的選擇和連接以及讀數(shù)、滑動(dòng)變阻器的使用和規(guī)格的選擇、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用等，這些知識(shí)點(diǎn)是伏安法測功率中最常見的內(nèi)容，也是�？嫉膬�(nèi)容．