實驗室電源電壓為6V，要測量小燈泡的額定功率，小偉選擇一個額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω左右的小燈泡，小...

問題詳情：

實驗室電源電壓為6V，要測量小燈泡的額定功率，小偉選擇一個額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω左右的小燈泡，小強畫出了電路圖（圖*）．

（1）小偉看到電路圖後提出一個建議：簡化實驗，去掉滑動變阻器測量小燈泡的額定電功率．你認為小偉的實驗方案可行嗎？為什麼？

（2）若按照小強設計的電路圖進行實驗，實驗室裏有最大阻值是10Ω和60Ω的滑動變阻器，你認為應該選擇最大阻值為　　Ω的滑動變阻器．

（3）將圖乙中的滑動變阻器和電壓表（選用合適的量程）接入電路．

（4）在實驗器材選擇無誤，電路連接正確的情況下，閉合開關，小燈泡不亮，但電壓表和電流表都有示數，按照圖乙的電路連接圖判斷，要讓燈泡發光，你的*作是：　　．調整電路正常後開始實驗，在調節滑動變阻器的過程中，燈泡突然熄滅，電流表的示數突然變得無示數，電壓表的示數是6V，你判斷故障可能是：　      　．

（5）為進一步確定小燈泡亮度與電壓的關係，做了多次實驗，並根據實驗數據繪出了小燈泡的U﹣I圖象（如圖*所示）．請根據圖象信息計算出小燈泡的額定功率是  　    W．

【回答】

（1）一節蓄電池的電壓為2V，而燈泡的額定電壓為2.5V，從是否能使燈泡兩端的電壓達到額定電壓進行解答；

（2）額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，根據串聯電路的電流特點和歐姆定律求出電路中電流的大約值，再根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據串聯電路的電流特點和歐姆定律得出等式求出變阻器接入電路中電阻阻值的可能值，然後確定滑動變阻器的規格；

（3）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡並聯，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中；

（4）電壓表和電流表都有示數説明電路通路且燈泡沒有短路，燈泡不亮的原因是實際功率太小據此進行解答；電壓表的示數是6V説明電壓表與電源之間是通路，電流表無示數、燈泡不亮説明電路斷路，即電壓表並聯部分斷路；

（5）根據圖象讀出額定電壓下通過燈泡的電流，根據P=UI求出燈泡的額定功率．

【解答】解：（1）一節蓄電池的電壓為2V，而燈泡的額定電壓為2.5V，去掉滑動變阻器無法使燈泡兩端的電壓達到燈泡的額定電壓，所以小偉的實驗方案不可行；

（2）額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，

因串聯電路中各處的電流相等，

所以，電路中的電流：

I===0.25A，

因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和，

所以，滑動變阻器兩端的電壓：

U滑=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V，

滑動變阻器接入電路中的電阻：

R滑===14Ω＞10Ω，

故選最大阻值是60Ω的滑動變阻器；

（3）燈泡的額定電壓為2.5V，則電壓表的量程為0～3V且與燈泡並聯，滑動變阻器的任意上方接線柱與燈泡相連，如下圖所示：

（4）電壓表和電流表都有示數説明電路通路且燈泡沒有短路，燈泡不亮的原因是實際功率太小，下一步的*作是：將滑動變阻器的滑片向左移動；

燈泡突然熄滅，電流表的示數突然變得無示數，電壓表的示數是6V，説明電壓表並聯部分斷路，故障可能是小燈泡斷路；

（5）由圖象可知，燈泡兩端的電壓UL=2.5V時，通過的電流IL=0.2A，

則燈泡的額定功率PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W．

故*為：

（1）不可行；無法實現小燈泡兩端的電壓等於額定電壓；

（2）60；

（3）如上圖所示；

（4）將滑動變阻器的滑片向左移動；小燈泡斷路；

（5）0.5．

【點評】本題考查了測量小燈泡額定功率的實驗，涉及到實驗的評估、串聯電路的特點和歐姆定律的應用、電路*作的判斷和電路故障的判斷、額定功率的計算等，涉及到的知識點較多，綜合*強，解題時要注意一節蓄電池的電壓為2V和電壓表量程的選擇．

知識點：測量小燈泡的電功率

題型：實驗,探究題