Question

20．小劉有一個額定電壓是2.5V正常工作電流約為0.2A的小燈泡，他想測定燈泡的額定功率．實驗室提供器材如下：電流表、電壓表、開關各一個，三個規(guī)格分別為“10Ω 0.5A”、“50Ω 0.5A”和“1kΩ 0.1A”的滑動變阻器，導線若干，電壓為6V的電源．

（1）小劉設計的電路如圖甲，通過分析應選用規(guī)格為“50Ω 0.5A”的滑動變阻器；
（2）小劉連接好電路，閉合開關后，燈泡亮度很大且很快熄滅，其操作上的錯誤是滑動變阻器未滑到最大阻值處；
（3）改正電路后，繼續(xù)實驗．在實驗過程中，小劉觀察到了如圖乙所示的一組電壓表和電流表示數．根據這組示數可計算出小燈泡的電阻值為15Ω；再根據計算出的電阻和小燈泡的額定電壓，小劉就計算出了小燈泡的“額定功率”為0.42W；
（4）對小劉的計算結果予以評價計算結果不科學，未考慮小燈泡電阻的變化．

Answer 1

分析 （1）根據燈泡額定電壓、額定電流，根據電源兩節(jié)干電池，確定滑動變阻器最小電阻值．
（2）閉合開關后，燈泡亮度很大且很快熄滅，沒有把滑動變阻器移到最大阻值處．
（3）讀出電壓表，電流表示數，由R=$\frac{U}{I}$計算燈泡電阻，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算電功率．
（4）燈泡電阻受溫度的影響，燈泡兩端電壓等于額定電壓時，燈泡的實際功率等于額定功率．

解答 解：（1）根據燈泡額定電壓U=2.5V，額定電流I=0.2A，兩節(jié)干電池U=3V，U_滑=U-U_燈=3V-2.5=0.5V，滑動變阻器最小電阻，R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{0.5V}{0.2A}=12.5Ω$，則選擇“50Ω 0.5A”．
（2）閉合開關后，燈泡亮度很大且很快熄滅，沒有把滑動變阻器移到最大阻值處，電流過大，燒壞燈泡．
（3）電壓表量程0-3V，分度值0.1V，電壓表示數2.4V，電流表量程0-0.6A，分度值0.02A，電流表示數0.26A，由R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.16A}$=15Ω，燈泡兩端電壓等于額定電壓U=2.5V時，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{15Ω}$=0.42W．
（4）燈泡兩端電壓等于額定電壓時，燈泡的實際功率等于額定功率，燈泡的電阻受溫度的影響，溫度越高電阻越大，所以不能計算額定功率．
故答案為：（1）50Ω 0.5A； （2）滑動變阻器滑片未置于阻值最大處； （3）15； 0.42；（4）計算結果不科學，未考慮小燈泡電阻的變化．

點評 此題考查了，滑動變阻器的選擇、電路注意事項、電阻和電功率的計算、燈泡電阻受溫度的影響，屬于電功率的基本題型．