Question

12．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，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）．

（1）为了能够顺利完成实验探究，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．“50Ω  0.5A”的滑动变阻器
（2）闭合开关前，应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到B（A/B）端．
（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表无示数，电流表有示数，若电路只有一处故障，则故障原因是小灯泡短路．
（4）排除故障后，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，其读数是2.2V；为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向A（A/B）端移动．
（5）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图丙所示）．分析图象可知：
①小灯泡的额定功率为0.625W．
②小灯泡灯丝电阻是变化的，主要是受温度变化的影响．
③实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡不发光，根据图象分析其原因是小灯泡实际功率太小．

Answer 1

分析 （1）根据电源电压、灯泡额定电压和额定电流，确定滑动变阻器两端最大电压，确定滑动变阻器的选择．
（2）闭合开关前，滑片应滑动最大阻值，即远离下接线柱．
（3）根据电流表有示数，说明电路中存在短路，电压表有示数，说明电压表中间部分短路．
（4）当灯泡两端电压为额定电压时，灯泡的实际功率等于额定功率；先根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数，然后根据串联电路分压的特点确定滑动变阻器移动的方向．
（5）首先确定小灯泡的额定电压，根据图象确定额定电流，然后根据P=UI计算功率．灯丝的电阻受温度影响很大，当灯泡的实际功率太低，亮度太低就不能看到灯泡发光．

解答 解（1）根据灯泡额定电压2.5V、电阻约12Ω、电源电压6V，则灯泡的额定电流约0.2A，
由U_滑=U-U_灯=6V-2.5V=3.5V，
由R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{3.5V}{0.2A}=17.5Ω$所以滑动变阻器电阻最大阻值应该大于17.5Ω则应该选择“50Ω  0.5A”．
（2）闭合开关前，滑片应滑到最大阻值，即远离下接线柱，所以应滑到B端．
（3）根据电流表有示数，说明电路中存在短路，电压表有示数，说明电压表中间部分短路，所以小灯泡短路．
（4）根据图乙可知，电压表为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.2V，小于灯泡的额定电压，故需减小滑动变阻器分得的电压，即减小滑动变阻器接入电路的电阻，故将滑片向A端移动
（5）①由图象丙可知，灯泡在2.5V下的电流为0.25A，所以P_额=U_额I_额=2.5V×0.25A=0.625W．
②由图象可知，灯丝电阻随电压增大而增大，主要是由于灯丝的温度升高；
③当灯泡两端电压低于0.5V时，灯泡的实际功率很小，所以不能看到灯泡发光．
故答案为：（1）B； （2）B； （3）小灯泡短路； （4）2.2V；A；（5）①0.625W； ②温度；③小灯泡实际功率太小．

点评 本题考查了实验器材的选择、电表读数、灯泡的实际功率和额定功率、分析灯泡电阻变化的原因等问题，是常考问题，要掌握；对电表读数时要先确定其量程与分度值，然后再读数．