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R 2的最大阻值分別為20Ω、40Ω，實驗電路如圖（1）所示．
（1）請用筆畫線代替導線將電路圖（1）連接完整 ， 要求向左移動滑片時電壓表示數變�。唤涍^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（2）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；某同學誤將電壓表并聯在滑動變阻器的兩端，如圖（3）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（4）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）．
（3）完成上述實驗后，小聰向老師要了一個已知阻值為R 0的電阻和一個單刀雙擲開關，借助部分現有的實驗器材，設計了如圖（5）所示的電路，也測出了燈泡的額定功率．請完成下列實驗步驟： ①閉合開關S1 ， S 2與觸點1接觸，調節滑動變阻器，使電流表A的示數為；
② ， 閉合開關S1 ， S 2與觸點2接觸，；
③燈泡的額定功率表達式P額=（用已知量與測量量表示）．

Answer 1

【答案】
（1）；R2
（2）0.5；13.9
（3）；保持滑動變阻器滑片位置不變；讀出電流表示數為I；2.5V×（I﹣ ）
【解析】解：（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：P額=U額I=2.5V×0.2A=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，由圖2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；（3）實驗步驟：
①閉合開關S1 ， S 2與觸點1接觸，調節滑動變阻器，使電流表A的示數為：I= ；
②保持滑動變阻器滑片位置不變，閉合開關S1 ， S 2與觸點2接觸，讀出電流表示數為I；③在步驟①中，燈與R0并聯，電流表測R0的電流，移動滑片應使通過R0的電壓：U0=I0R0=2.5V，此時燈泡正常發光，電流示數為： ；在步驟②中，滑片位置不變，燈仍正常發光，電流表測燈與R0的總電流，所以通過燈泡的電流為：I﹣ ；所以燈泡的額定功率表達式P額=U額I額=2.5V×（I﹣ ）．
所以答案是：（1）見上圖；R2；（2）0.5；13.9；（3）① ；保持滑動變阻器滑片位置不變；讀出電流表示數為I；③2.5V×（I﹣ ）．