Question

13．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）．

（1）为能顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用B．
A．“10Ω  0.5A”的滑动变阻器    B．“20Ω  0.5A”的滑动变阻器
（2）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整．
（3）闭合开关，移动滑片，发现电压表有示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片滑到B端（选填：“A”或“B”）．
（4）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示．分析图象可知：
①该小灯泡额定功率P=0.5W．
②假设小灯泡灯丝的电阻是不变的，小灯泡正常工作时的功率为P′，则P′＞P（选填“＜”、“＞”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）由欧姆定律求出灯正常工作时的电流，根据串联电路电压的规律得到变阻器的电阻大小，确定其规格；
（2）由灯正常工作时的电流确定电流表量程；
（3）灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
（4）①由图丙找到额定电压下的电流，根据P=UI求额定功率；②根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$结合灯的电阻随温度的升高而变大分析．

解答 解：（1）电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω），
灯正常工作时的电流大小约为：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}=\frac{2.5V}{12Ω}$≈0.21A＜0.5A，
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压U_滑=6V=2.5V=3.5V，
故变阻器的电阻R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{3.5V}{\frac{2.5V}{12Ω}}$=16.8Ω，故选用“20Ω 0.5A”的滑动变阻器，选B；
（2）由（1）知，电流表选用小量程与灯串联，如下所示：

（3）闭合开关，移动滑片，发现电压表有示数如图乙所示，图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V，小于灯的额定电压，为了测量小灯泡的额定功率，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B移动，直到电压表示数为额定电压；
（4）①通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，分析图象可知，灯的电压为2.5V，对应的电流为0.2A，该小灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
②因灯的电阻随温度的升高而变大，灯正常发光时，灯的电阻较大，在此条件下测量出灯的功率为P；
假设小灯泡灯丝的电阻是不变的，此时灯的电阻较小，小灯泡正常工作时的功率为P′，
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，则P′＞P．
故答案为：（1）B；
（2）如上所示；
（3）B；
（4）①0.5；②＞．

点评 本题测定小灯泡的电功率，考查器材的选择、电路的连接、操作过程及影响电阻大小的因素，为中考的热点问题．要掌握．