Question

11．莉莉利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路圖測量小燈泡的額定功率，已知待測小燈泡額定電壓為4.5V，小燈泡額定功率約為1W，電源電壓恒為6V．
①若有三個滑動變阻器，規(guī)格分別為R₁（5Ω 2A）、R₂（20Ω 1A）、R₃（100Ω 0.1A），則應(yīng)選擇R₂（選填“R₁”“R₂”或“R₃”）．
②閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片移至最右（選填“最左”或“最右”）端．
③閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，但電流表，電壓表均有示數(shù)，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，小燈泡還是不發(fā)光，出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因可能是將變阻器的下面兩個接線柱連入了電路．
④排除故障后，移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為4.5V時．電流表示數(shù)如圖2所示，則小燈泡額定功率的測量值0.99W．
⑤若該小燈泡被燒壞了，斷開開關(guān)后，某同學(xué)用規(guī)格為“4.5V  1.5W”的小燈泡替換已燒壞小燈泡． 閉合開關(guān)后，為使其兩端電壓達(dá)到額定電壓，應(yīng)讓滑動変阻器的滑片向A端移動（選填“位置不變”、“向A端移動”或“向B端移動”）．

Answer 1

分析 ①求出燈正常工作時的電流，結(jié)合歐姆定律確定變阻器的選擇；
②閉合開關(guān)前，變阻器連入電路中的電阻應(yīng)最大；
③電流表，電壓表均有示數(shù)，說明電路為通路，燈不發(fā)光是因?yàn)殡娐分须娏魈�小，電路中電阻很大，�?jù)此分析判斷；
④根據(jù)電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；
⑤根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$確定換用的燈電阻的變化，根據(jù)分壓原理確定滑片移動的方向．

解答 解：①燈正常工作時的電流I=$\frac{P}{U}=\frac{1W}{4.5V}$≈0.22A，電流表選用小量程，燈正常發(fā)光時的電壓為4.5V，變阻器要分去U_變=6V-4.5V=1.5V的電壓，變阻器的阻值至少R_變=$\frac{{U}_{變}}{I}=\frac{1.5V}{0.22A}$≈6.75Ω，結(jié)合變阻器的阻值和允許通過的電流大小，應(yīng)選用R₂（20Ω 1A）；
②閉合開關(guān)前，變阻器連入電路中的電阻應(yīng)最大，滑片應(yīng)置于最右端；
③合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，但電流表，電壓表均有示數(shù)，說明電路為通路，燈不發(fā)光是因?yàn)殡娐分须娏魈�小，燈的�?shí)際功率遠(yuǎn)小于燈額定功率，根據(jù)歐姆定律，電路中電阻很大；無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，小燈泡還是不發(fā)光，出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因可能是將變阻器的下面兩個接線柱連入了電路；
④電流表小量程的分度值為0.02A，示數(shù)為0.22A，燈的額定功率P=UI=4.5V×0.22A=0.99W；
⑤某同學(xué)用規(guī)格為“4.5V 1.5W”的小燈泡替換已燒壞小燈泡，根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$，燈的額定功率增大，電阻減小，根據(jù)分壓原理，此時燈兩端的電壓小于4.5V，閉合開關(guān)后，為使其兩端電壓達(dá)到額定電壓，應(yīng)增大燈的電壓而減小變阻電壓，根據(jù)分壓強(qiáng)原理，要減小變阻器連入電路中的電阻大小，應(yīng)讓滑動変阻器的滑片向A端移動．
故答案為：①R₂；
②最右；
③將變阻器的下面兩個接線柱連入了電路；
④0.99；
⑤向A端移動．

點(diǎn)評 本題測量小燈泡的額定功率，考查器材的選擇、常見現(xiàn)象的分析、注意事項(xiàng)、功率的計算、實(shí)驗(yàn)操作過程等知識，綜合性較強(qiáng)．