Question

【题目】如图甲为小华做“测量小灯泡电功率”的实验电路图，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V．电阻约为12Ω．有两个规格分别为“10Ω 1A”和“50Ω 1A”的滑动变阻器供选择。

（1）滑动变阻器应选用规格为_____。

（2）请你按照图中电路图用笔画线代替导线完成图乙实物电路的连接，要求滑片向左移动时，小灯泡变暗（导线不能交叉）___________。

（3）实验中小华得到部分电压表示数U和电流表示数I的数据如下表，分析表中数据可得小灯泡的额定功率为_____W。

（4）实验完成后，小华在原有器材的基础上，不使用电压表，增加一个电流表。一个已知阻值且阻值大小合适的电阻R0和导线，设计出了如图丙所示的电路，再次测量小灯泡的额定功率。当滑片P处在最右端时，闭合开关，发现小灯泡很暗，小华接下来的操作是_____，使电流表A1的示数为_____时，再读出电流表A2的示数I，才能计算出小灯泡的额定功率，小灯泡额定功率的表达式为_____（后面两空用已知的物理量和测量出的物理量符号表示）。

Answer 1

【答案】 50Ω 1A 0.5 向左调节变阻器的滑片 P额=2.5V×（I﹣）

【解析】分析：（1）电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为12Ω，由欧姆定律求灯的额定电流约为多少，根据串联电路电压的规律和欧姆定律，求灯正常发光时变阻器连入电路中的电阻约为多少，据此确定选用变阻器的规格；

（2）根据滑片向左移动时，小灯泡变暗，确定变阻器的连接与灯串联；

（3）灯在额定电压下的功率为额定功率，由表中数据，根据求额定功率；

（4）根据，灯泡很暗，说明灯的电压过小，根据串联电路电压的规律和分压原理确定变阻器滑片移动的方向；在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R0应起到电压表的测量作用，要计算出小灯泡的额定功率，首先使灯正常发光，通过移动变阻器的滑片使电流表示数为 时，由欧姆定律和并联电路电压的规律，灯的电压为2.5V，灯正常发光，根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流，根据写出灯的额定功率的表达式。

解答：（1）电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为12Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：，根据串联电路电压的规律和欧姆定律，灯正常发光时，变阻器连入电路中的电阻约为：，故选“50Ω 1A”的滑动变阻器；

（2）要求滑片向左移动时，小灯泡变暗，即电流变小，电阻变大，滑片以右电阻丝连入电路中，如下所示：

（3）灯在额定电压下的功率为额定功率，由表中数据知，灯的电压为2.5V时，电流大小为0.20A，可得小灯泡的额定功率为：；

（4）当滑片P处在最右端时，闭合开关，发现小灯泡很暗，根据，说明灯的电压过小，应增大灯的电压，减小变阻的电压，由分压原理，要减小变阻器连入电路中的电阻大小，即小华接下来的操作是向左调节变阻器的滑片，使电流表A1的示数为 时，根据欧姆定律的变形公式，R0的电压为2.5V，由并联电路电压的规律，此时灯的电压为2.5V，灯一定正常发光，再读出电流表A2的示数I，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流：，小灯泡额定功率的表达式为：。

故答案为： (1). 50Ω 1A (2). (3). 0.5 (4). 向左调节变阻器的滑片 (5). (6).