Question

【題目】在“測定小燈泡的電功率”實驗中，電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻大約為20Ω．可供選用的滑動變阻器R1和R2的最大值分別為20Ω，40Ω，實驗電路如圖甲所示：

（1）請用筆畫線代替導線將電路連接憲整___，要求向左移動滑片時電壓表示數變小。經過判斷可知本實驗應該選用的滑動變阻器是_______（選填“R1”或“R2”）

（2）如圖乙所示是根據實驗數據繪成的U﹣I圖象。根據圖象提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是_______W；

（3）某同學誤將電壓表并聯在滑動變阻器兩端，如圖丙所示，他從滑片置于最右端時開始記錄第1組數據，逐漸調節滑片測得多組數據并描繪出U﹣I圖象如圖所示，實際上小燈泡兩端的電壓太高會縮短燈泡的壽命，為使實驗中小燈泡兩端電壓不超過3.5V，則滑動變阻器接入電路的最小阻值為_______Ω（保留一位小數）。

Answer 1

【答案】 見解析 R2 0.5 13.9

【解析】（1）測定小燈泡的電功率實驗中，應將電流表、燈泡和變阻器串聯，滑片左移電壓表示數變小，說明電路中電流變小，電阻變大，所以應將B接線接入電路中；燈泡正常發光電流約為：I＝＝0.125A，所以電流表應使用0﹣0.6A量程。實物連接如圖所示：

；

由串聯電路特點和歐姆定律可得燈泡發光時變阻器連入電路的阻值：R＝＝28Ω，所以應選擇滑動變阻器R2；（2）燈泡電壓等于其額定電壓時正常發光，由圖象知燈泡電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.2A，所以燈泡的額定功率：PL＝ULIL＝2.5V0.2A＝0.5W；為使實驗中小燈泡兩端電壓不超過3.5V，根據串聯電路的總電壓等于串聯的各分電壓之和可得：滑動變阻器分得最小電壓U滑最小＝U﹣UL最大＝6V﹣3.5V＝2.5V，由如圖可知：U滑＝2.5V時，I最大＝0.18A，根據歐姆定律得變阻器的最小阻值為：R滑最小＝≈13.9Ω.