Question

【題目】在“測定小燈泡的電功率 ”實驗中，電源電壓為6 V，小燈泡L的額定電壓為2.5 V，電阻大約為20 Ω，可供選用的滑動變阻器R1和R 2的最大阻值分別為20 Ω、40 Ω，實驗電路如下圖（1）所示。

（1）請用筆畫線代替導線將電路圖（1）連接完整，要求向左移動滑片時電壓表示數變��；經過判斷可知本實驗應該選用的滑動變阻器是________（選填“R1”或“R 2”）。

（2）如上圖（2）是根據實驗數據繪成的圖像。根據圖像提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是______W；某同學誤將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，如下圖（3）所示，他從滑片置于最右端時開始記錄第1組數據，逐漸調節(jié)滑片測得多組數據并描繪出圖像如圖（4）所示。實際上小燈泡兩端的電壓太高會縮短燈泡的壽命，為使實驗中小燈泡兩端電壓不超過3.5 V ,則滑動變阻器接入電路的最小阻值為_______Ω（保留一位小數）。

（3）完成上述實驗后，小聰向老師要了一個已知阻值為R 0的電阻和一個單刀雙擲開關，借助部分現有的實驗器材，設計了如上圖（5）所示的電路，也測出了燈泡的額定功率。請完成下列實驗步驟：

閉合開關S1 ，S 2與觸點1接觸，調節(jié)滑動變阻器，使電流表A的示數為_______；

_____________________，閉合開關S1 ，S 2與觸點2接觸，____________________；

燈泡的額定功率表達式=_____________（用已知量與測量量表示）。

Answer 1

【答案】 R2 0.5 13.9 保持滑動變阻器滑片位置不變；讀出電流表示數為

【解析】（1）測定小燈泡的電功率實驗中，應將電流表、燈泡和變阻器串聯(lián)，滑片左移電壓表示數變小，說明電路中電流變小，電阻變大，所以應將B接線接入電路中；
燈泡正常發(fā)光電流約為： ，所以電流表應使用0-0.6A量程．實物連接如圖所示：

；

由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得燈泡發(fā)光時變阻器連入電路的阻值： ，所以應選擇滑動變阻器R2；
（2）燈泡電壓等于其額定電壓時正常發(fā)光，由圖象知燈泡電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.2A，所以燈泡的額定功率：P額=U額I=2.5V×0.2A=0.5W；為使實驗中小燈泡兩端電壓不超過3.5V，根據串聯(lián)電路的總電壓等于串聯(lián)的各分電壓之和可得：滑動變阻器分得最小電壓U滑最小=U-UL最大=6V-3.5V=2.5V，由圖2可知：U滑=2.5V時，I最大=0.18A，根據歐姆定律得變阻器的最小阻值為： ；
（3）實驗步驟：
①閉合開關S1，S2與觸點1接觸，調節(jié)滑動變阻器，使電流表A的示數為： ；
②保持滑動變阻器滑片位置不變，閉合開關S1，S2與觸點2接觸，讀出電流表示數為I；
③在步驟①中，燈與R0并聯(lián)，電流表測R0的電流，移動滑片應使通過R0的電壓：U0=I0R0=2.5V，此時燈泡正常發(fā)光，電流示數為： ；
在步驟②中，滑片位置不變，燈仍正常發(fā)光，電流表測燈與R0的總電流，所以通過燈泡的電流為： ；
所以燈泡的額定功率表達式．
故答案為：（1）見上圖；R2；（2）0.5；13.9；（3）①；保持滑動變阻器滑片位置不變；讀出電流表示數為I；③