Question

【題目】實驗室電源電壓為6V，要測量小燈泡的額定功率，小偉選擇一個額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω左右的小燈泡，小強畫出了電路圖（圖甲）．
（1）小偉看到電路圖后提出一個建議：簡化實驗，去掉滑動變阻器測量小燈泡的額定電功率．你認為小偉的實驗方案可行嗎？為什么？
（2）若按照小強設計的電路圖進行實驗，實驗室里有最大阻值是10Ω和60Ω的滑動變阻器，你認為應該選擇最大阻值為Ω的滑動變阻器．
（3）將圖乙中的滑動變阻器和電壓表（選用合適的量程）接入電路．
（4）在實驗器材選擇無誤，電路連接正確的情況下，閉合開關，小燈泡不亮，但電壓表和電流表都有示數，按照圖乙的電路連接圖判斷，要讓燈泡發光，你的操作是： ． 調整電路正常后開始實驗，在調節滑動變阻器的過程中，燈泡突然熄滅，電流表的示數突然變得無示數，電壓表的示數是6V，你判斷故障可能是： ．
（5）為進一步確定小燈泡亮度與電壓的關系，做了多次實驗，并根據實驗數據繪出了小燈泡的U﹣I圖象（如圖丙所示）．請根據圖象信息計算出小燈泡的額定功率是W．

Answer 1

【答案】
（1）

不可行，無法實現小燈泡兩端的電壓等于額定電壓

（2）60
（3）

如圖所示

（4）將滑動變阻器的滑片向左移動；小燈泡斷路
（5）0.5
【解析】解：（1）一節蓄電池的電壓為2V，而燈泡的額定電壓為2.5V，去掉滑動變阻器無法使燈泡兩端的電壓達到燈泡的額定電壓，所以小偉的實驗方案不可行；（2）額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I= = =0.25A，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U滑=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V，
滑動變阻器接入電路中的電阻：
R滑= = =14Ω＞10Ω，
故選最大阻值是60Ω的滑動變阻器；（3）燈泡的額定電壓為2.5V，則電壓表的量程為0～3V且與燈泡并聯，滑動變阻器的任意上方接線柱與燈泡相連，如下圖所示：

4）電壓表和電流表都有示數說明電路通路且燈泡沒有短路，燈泡不亮的原因是實際功率太小，下一步的操作是：將滑動變阻器的滑片向左移動；
燈泡突然熄滅，電流表的示數突然變得無示數，電壓表的示數是6V，說明電壓表并聯部分斷路，故障可能是小燈泡斷路；（5）由圖象可知，燈泡兩端的電壓UL=2.5V時，通過的電流IL=0.2A，
則燈泡的額定功率PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W．
所以答案是：（1）不可行；無法實現小燈泡兩端的電壓等于額定電壓；（2）60；（3）如上圖所示；（4）將滑動變阻器的滑片向左移動；小燈泡斷路；（5）0.5．