Question

6．在“測量小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時燈絲電阻約為10Ω．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲中完成實物電路的連接；
（2）同學們進行試觸時，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則電路中發(fā)生的故障可能是小燈泡斷路（選填“小燈泡斷路”、“小燈泡短路”或“滑動變阻器處斷路”）；
（3）某次實驗中，同學們看到電壓表示數(shù)為1.8V，要使燈泡L正常發(fā)光應(yīng)向A（選填“A”或“B”）端移動滑片，當燈正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是0.6W；
（4）在測量過程中，電流表和滑動變阻器不慎損壞，小夢撤去電流表，用一個電阻箱代替滑動變阻器接入原電路中，也測出了小燈泡的額定功率，請你簡要寫出他的測量步驟和額定電功率的表達式．
步驟：①閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的示數(shù)為2.5V，記下此時電阻箱接入電路的電阻R₀
②表達式：P=8.75V²/R₀．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓，燈泡電阻，確定燈泡額定電流，確定電表的選擇．
（2）小燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，電路中存在斷路，電壓表有示數(shù)，電壓表中間斷路．
（3）使燈泡正常發(fā)光，兩端電壓必須等于額定電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓，確定滑動變阻器電阻變化；讀出額定電壓下的電流，由P=UI計算出額定功率．
（4）電源電壓不變，讀出電阻箱電阻、計算電阻箱兩端電壓，計算出通過電流．

解答 解：（1）燈泡額定電壓2.5V，電壓表選擇0-3V量程，并聯(lián)在燈泡兩端；燈泡電阻約10Ω，燈泡電流約$I=\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}=0.25A$，選擇0-0.6A量程，串聯(lián)在電路，如圖所示．

（2）小燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，電路中存在斷路，電壓表有示數(shù)，電壓表中間小燈泡斷路．
（3）要燈泡正常發(fā)光，兩端電壓必須等于2.5V，根據(jù)串聯(lián)分壓，滑動變阻器電阻應(yīng)該減小，滑片向A端移動；額定電壓2.5V，電流表量程0-0.6A，讀出電流表示數(shù)I=0.24A，由P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
（4）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的示數(shù)為額定電壓2.5V，記下此時電阻箱接入電路的電阻R₀，
由U_箱=U-U_燈=6V-2.5V=3.5V，I=$\frac{{U}_{箱}}{{R}_{0}}$，P_燈=U_燈I=$\frac{{U}_{燈}×{U}_{箱}}{{R}_{0}}$=$\frac{2.5V×3.5V}{{R}_{0}}=\frac{8.75{V}^{2}}{{R}_{0}}$
故答案為：（1）如圖所示； （2）小燈泡斷路； （3）A； 0.6
（4）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的示數(shù)為2.5V，記下此時電阻箱接入電路的電阻R₀； $\frac{8.75{V}^{2}}{{R}_{0}}$

點評 本題考查了測量電功率實驗中的電路連接、故障分析、滑動變阻器的使用、電功率的計算和電路的設(shè)計，電路設(shè)計對學生來說是難點．