Question

【題目】如圖甲為小華做“測量小燈泡電功率”的實驗電路圖，電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V．電阻約為12Ω．有兩個規格分別為“10Ω 1A”和“50Ω 1A”的滑動變阻器供選擇。

（1）滑動變阻器應選用規格為_____。

（2）請你按照圖中電路圖用筆畫線代替導線完成圖乙實物電路的連接，要求滑片向左移動時，小燈泡變暗（導線不能交叉）___________。

（3）實驗中小華得到部分電壓表示數U和電流表示數I的數據如下表，分析表中數據可得小燈泡的額定功率為_____W。

（4）實驗完成后，小華在原有器材的基礎上，不使用電壓表，增加一個電流表。一個已知阻值且阻值大小合適的電阻R0和導線，設計出了如圖丙所示的電路，再次測量小燈泡的額定功率。當滑片P處在最右端時，閉合開關，發現小燈泡很暗，小華接下來的操作是_____，使電流表A1的示數為_____時，再讀出電流表A2的示數I，才能計算出小燈泡的額定功率，小燈泡額定功率的表達式為_____（后面兩空用已知的物理量和測量出的物理量符號表示）。

Answer 1

【答案】 50Ω 1A 0.5 向左調節變阻器的滑片 P額=2.5V×（I﹣）

【解析】分析：（1）電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為12Ω，由歐姆定律求燈的額定電流約為多少，根據串聯電路電壓的規律和歐姆定律，求燈正常發光時變阻器連入電路中的電阻約為多少，據此確定選用變阻器的規格；

（2）根據滑片向左移動時，小燈泡變暗，確定變阻器的連接與燈串聯；

（3）燈在額定電壓下的功率為額定功率，由表中數據，根據求額定功率；

（4）根據，燈泡很暗，說明燈的電壓過小，根據串聯電路電壓的規律和分壓原理確定變阻器滑片移動的方向；在沒有電壓表的情況下，電流表與定值電阻R0應起到電壓表的測量作用，要計算出小燈泡的額定功率，首先使燈正常發光，通過移動變阻器的滑片使電流表示數為 時，由歐姆定律和并聯電路電壓的規律，燈的電壓為2.5V，燈正常發光，根據并聯電路電流的規律求出燈的額定電流，根據寫出燈的額定功率的表達式。

解答：（1）電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為12Ω，由歐姆定律，燈的額定電流約為：，根據串聯電路電壓的規律和歐姆定律，燈正常發光時，變阻器連入電路中的電阻約為：，故選“50Ω 1A”的滑動變阻器；

（2）要求滑片向左移動時，小燈泡變暗，即電流變小，電阻變大，滑片以右電阻絲連入電路中，如下所示：

（3）燈在額定電壓下的功率為額定功率，由表中數據知，燈的電壓為2.5V時，電流大小為0.20A，可得小燈泡的額定功率為：；

（4）當滑片P處在最右端時，閉合開關，發現小燈泡很暗，根據，說明燈的電壓過小，應增大燈的電壓，減小變阻的電壓，由分壓原理，要減小變阻器連入電路中的電阻大小，即小華接下來的操作是向左調節變阻器的滑片，使電流表A1的示數為 時，根據歐姆定律的變形公式，R0的電壓為2.5V，由并聯電路電壓的規律，此時燈的電壓為2.5V，燈一定正常發光，再讀出電流表A2的示數I，根據并聯電路電流的規律，燈的額定電流：，小燈泡額定功率的表達式為：。

故答案為： (1). 50Ω 1A (2). (3). 0.5 (4). 向左調節變阻器的滑片 (5). (6).