Question

14．某同學(xué)利用圖甲所示的電路測量小燈泡的電功率，已知小燈泡L的額定電壓為2.5V，定值電阻R₀的阻值為20Ω，電源電壓U保持不變．

（1）請根據(jù)圖甲將圖乙中的實(shí)驗(yàn)電路連接完整（導(dǎo)線不允許交叉）．　
（2）開關(guān)S連接觸點(diǎn)“1”，滑動(dòng)變阻器的滑片從最左端移到最右端時(shí)，電流表的指針在圖丙所示的位置，則電源電壓U=6V．
（3）開關(guān)S仍連接觸點(diǎn)“1”，滑動(dòng)變阻器的滑片向左移到某一位置時(shí)，電流表的示數(shù)為0.15A，則此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20Ω；再將開關(guān)S連接觸點(diǎn)“2”，電流表的示數(shù)為0.2A，則小燈泡的實(shí)際功率為0.4W．

Answer 1

分析 （1）變阻器按一下一上接入電路中，根據(jù)圖甲連接實(shí)物圖；
（2）分析開關(guān)S連接觸點(diǎn)“1”，滑動(dòng)變阻器的滑片從最左端移到最右端時(shí)電路的連接，根據(jù)圖中電流表的分度值讀數(shù)，根據(jù)歐姆定律求電阻的電壓即電源電壓：
（3）分析開關(guān)S仍連接觸點(diǎn)“1”，滑動(dòng)變阻器的滑片向左移到某一位置時(shí)電路的連接，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律，求此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；
將開關(guān)S連接觸點(diǎn)“2”，燈與變阻器串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)變阻器的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，得出燈的電壓，根據(jù)P_實(shí)=U_LI′求燈的實(shí)際功率．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器按“一下一上”接入電路中，根據(jù)圖甲連接實(shí)物圖，如下圖所示：

（2）開關(guān)S連接觸點(diǎn)“1”，滑動(dòng)變阻器的滑片從最左端移到最右端時(shí)，變阻器連入電路中的電阻為0，此時(shí)只有R₀接入電路；
圖中電流表的分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可得，電阻R₀的電壓即電源電壓：
U=IR₀=0.3A×20Ω=6V；
（3）開關(guān)S仍連接觸點(diǎn)“1”，滑動(dòng)變阻器的滑片向左移到某一位置時(shí)，此時(shí)變阻器與定值電阻串聯(lián)，電流表的示數(shù)為0.15A，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律可得，則此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為：
R_滑=R_總-R₀=$\frac{U}{I′}$-R₀=$\frac{6V}{0.15A}$-20Ω=20Ω；
再將開關(guān)S連接觸點(diǎn)“2”，小燈泡與變阻器串聯(lián)，電流表的示數(shù)為0.2A，
此時(shí)變阻器兩端的電壓：U_滑=I′R_滑=0.2A×20Ω=4V，
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈泡兩端的電壓：U_L=U-U_滑=6V-4V=2V，
則小燈泡的實(shí)際功率：P_實(shí)=U_LI′=2V×0.2A=0.4W．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）6；（3）20；0.4．

點(diǎn)評 本題測量小燈泡的電功率，考查電路的連接、串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律的運(yùn)用及燈的功率計(jì)算．