Question

18．在“測定小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω，可供選用的滑動變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10Ω、50Ω，實驗電路如圖甲所示．
（1）實驗原理是P=UI．（用公式表示）
（2）實驗應(yīng)該選用的滑動變阻器是R₂（填“R₁”或“R₂”）．
（3）電路正確連接后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，接下來應(yīng)進行的操作是C
A．更換小燈泡 B．檢查電路是否斷路 C．向左移動滑動變阻器滑片 D．向右移動滑動變阻器滑片
（4）如圖乙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪成的UI圖象．根據(jù)圖象提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W．當滑動變阻器的滑片向左移動時，小燈泡的電阻將變大．
（5）當小燈泡兩端的實際電壓為額定電壓一半時，小燈泡的實際功率P_實大于$\frac{1}{4}$P_額．

Answer 1

分析 （1）伏安法測量燈泡電功率的原理是P=UI．
（2）滑動變阻器與燈泡串聯(lián)．根據(jù)測量電路電壓特點，求出燈泡正常工作時，滑動變阻器的電壓，求出滑動變阻器的電阻．
（3）燈泡不亮，電流表有示數(shù)，燈泡可能短路或電流太�。�如果再移動滑動變阻器滑片，燈泡還不發(fā)光，電流也不變時，燈泡短路；如果移動滑片，燈泡變亮，電流表示數(shù)變大，說明電流太小．所以接下來移動滑片，使總電阻減小，確定燈泡不亮的原因．
（4）根據(jù)圖象獲得燈泡為2.5V時的電流，根據(jù)P=UI，計算額定功率．滑片左移，滑動變阻器接入電路的長度變短，電阻變小，總電阻變小，電路電流增大，燈泡電壓增大，溫度升高，燈絲電阻增大．
（5）根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析．

解答 解：（1）測量燈泡電阻的實驗原理：P=UI；
（2）燈泡正常工作時，I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，滑動變阻器電壓為：U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑動變阻器電阻為：R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω．故選擇滑動變阻器R₂．
（3）電流表有示數(shù)，燈泡不亮，首先通過左移滑片，減小電路電阻，增大電路電流，來判斷燈泡短路還是電路電流太小造成的燈泡不亮，故選C．
（4）由圖象找到燈泡2.5V的電流為0.2A，故燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
左移滑片，滑動變阻器電阻減小，總電阻減小，電流增大，燈泡電壓增大，燈絲溫度升高，電阻增大．
（5）當電阻不變時，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓變?yōu)樵瓉淼囊话�，功率變�(yōu)樵瓉淼乃姆种�一，由于燈泡的電阻是變化的，當電壓減小時，功率減小，電阻也減小，故
當小燈泡兩端的實際電壓為額定電壓一半時，小燈泡的實際功率P_實大于 $\frac{1}{4}$P_額．
故答案為：（1）P=UI；（2）R₂；（3）C；（4）0.5；大；（5）大于．

點評 本題考查了滑動變阻器的使用和規(guī)格的選擇、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用等，這些知識點是伏安法測功率中最常見的內(nèi)容，也是�？嫉膬�(nèi)容．