Question

4．小明用如图甲所示的电路“测量小灯泡的电功率”．小灯泡的额定电压为2.5V，正常工作时的电阻约为8Ω，电源电压为6V，实验室提供的器材还有：电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、滑动变阻器R₁（规格“20Ω，1A”），滑动变阻器R₂（规格为“50Ω，0.5A”），

序号	电压表示数U/V	电流表示数I/A
1	1.0	0.16
2	2.5
3	3.0	0.34

（1）为保证实验顺利进行，并且有较高的准确性，电流表的量程应该选0～0.6A．
（2）小明在实验时，误将电压表并联在电流表的两端，其他连接正确，闭合开关后，电流表有示数，电压表无示数．（选填“有示数”“无示数”或“被烧坏”）
（3）正确连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，并将电压表和对应电流表的示数填在表中．当电压表读数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.8W．实验时，小灯泡的亮度逐渐变亮，小灯泡的实际功率逐渐变大．
（4）从表中数据可以分析出小明选用的滑动变阻器是R₂（规格为“50Ω，0.5A”）．

Answer 1

分析 （1）由欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流，根据灯泡正常发光时的电流选择电流表．
（2）电路的连接关系没有改变，电流表有示数，由于电流表内阻很小，电压表示数无示数；
（3）由图乙所示电流表确定其量程与分度值，读出电流表示数．根据P=UI求灯的额定功率，灯的亮度取决于灯的实际功率
（4）由欧姆定律求出电流最小时电路的总电阻和灯的电压，根据串联电路电阻的规律求出变阻器的最大电流，考虑到电流大小确定变阻器的选择．

解答 解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，正常工作时的电阻约为8Ω，
灯泡正常发光时的电流约为I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}=\frac{2.5V}{8Ω}$≈0.3A，电流表选用小量程；
（2）小明在实验时，误将电压表并联在电流表的两端，其他连接正确，闭合开关后，电路的连接关系没有改变，电流表有示数，由于电流表内阻很小，电压表相当于与一根导体并联，无示数；
（3）灯的额定电压为2.5V时，由图2所示电流表可知，其量程是0～0.6A，分度值是0.02A，示数为0.32A．灯的额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
灯的亮度取决于灯的实际功率，实验时，小灯泡的亮度逐渐变亮，小灯泡的实际功率逐渐变大；
（4）由表中数据可知，当电路中电流最小时，电路的总电阻最大，R_大=$\frac{U}{{I}_{小}}=\frac{6V}{0.16A}$=37.5Ω，
此时灯的电阻R_灯=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{小}}=\frac{1V}{0.16A}$=6.25Ω，根据串联电阻的规律，
变阻器连入电路中的电阻大小R滑=37.5Ω-6.25Ω=31.25Ω，考虑到电流为0.34A，故变阻器选用滑动变阻器R₂（规格为“50Ω，0.5A”）．

故答案为：（1）0～0.6A；（2）有示数；无示数；（3）0.8；变大；（4）R₂（规格为“50Ω，0.5A”）．

点评 本题测量小灯泡的电功率，考查器材的选择、额定功率的计算，欧姆定律的应用等知识．