Question

【題目】小寶同學要測量一個小燈泡的電功率，已知電源電壓是6 V，小燈泡的額定電壓是2.5 V，燈絲電阻大約為10 Ω，滑動變阻器的規格有A“10 Ω 1 A”，B“20 Ω 1.5 A”

(1)為了測小燈泡的額定功率，滑動變阻器應選__________(選填“A”或“B”)。請用筆畫線代替導線幫小寶同學將如圖－甲中的實物圖連接完整，要求：滑片向右移動時燈變亮_________。

(2)故障排除后，為了測出小燈泡的額定功率，應調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為__________V，此時電流表的示數如圖－乙所示，則小燈泡的額定功率為__________W。

(3)為了考察同學們的能力，老師拿來了一個已知額定電流為0.2 A，但額定電壓未知的小燈泡，一個已知阻值為R的電阻和兩個開關S1、S2，一個電壓表，一個滑動變阻器和導線若干，利用上面的器材為同學們設計了如圖－丙所示的電路來測量小燈泡的額定功率，請你將下列實驗步驟補充完整；

①________________(選填開關S、S1、S2的通斷情況)，調節滑動變阻器的滑片使電壓表的示數為__________；

②閉合開關S、S2，斷開S1，________________________(選填“適當調節滑動變阻器的滑片”“保持滑動變阻器的滑片不動”)，讀出電壓表的示數為U；

③燈泡額定功率的表達式為：P＝________________________。

Answer 1

【答案】 B 2.5 0.95 只閉合開關S、S1 0.2 A×R 保持滑動變阻器的滑片不動 (U－0.2A×R )×0.2 A

【解析】(1)電源電壓是6V，小燈泡的額定電壓是2.5V<3V，燈絲電阻大約為10Ω，燈正常工作時的電流大小：I＝ ＝0.25A<0.6A，電流表選用小量程，燈正常發光時，變阻器分得的電壓U滑＝UUL＝6V2.5V＝3.5V，變阻器連入電路中的電阻：R滑＝＝14Ω，考慮到電阻和變阻器允許通過的最大電流，應選用B規格的變阻器；因要求滑片向右移動時燈變亮，即電流變大，電阻變小，即滑片以右電阻絲連入電路中。電流表、電壓表選用小量程，電流表串聯在電路中，電壓表與燈并聯，如下所示：

(2)燈在額定電壓下的功率為額定功率，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為2.5V，此時電流表的示數如圖乙所示，圖中電流表分度值為0.02A，示數為0.38A，則小燈泡的額定功率PL＝ULI＝2.5V×0.38A＝0.95W；泡額定電壓為3.8V，電壓表選015V量程，把滑動變阻器串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端，實物電路圖如圖所示：(3)①只閉合開關S、S1，調節滑動變阻器的滑片使電壓表的示數為0.2A×R；②閉合開關S、S2,斷開S1，保持滑動變阻器的滑片不動，讀出電壓表的示數為U；③在上面的操作過程中,電路的連接關系不變,滑片的位置不動，各用電器的電壓不變，燈仍正常發光，故燈的額定電壓為UL額＝U0.2A×R，燈泡額定功率的表達式為：P＝IL額×UL額＝0.2A×(U0.2A×R).