Question

11．某同學(xué)要測量一個(gè)額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，電路圖如圖甲所示．使用的電源電壓約為6V，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“15Ω  2A”．
（1）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移至b（選填“a”或”b”）端．
（2）在調(diào)節(jié)電路時(shí)，若將滑片向a端移動(dòng)，電壓表的示數(shù)變大，該同學(xué)將滑片移至某位置后，閉合開關(guān)，觀察到電壓表的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)小燈泡兩端的電壓為2.9V，應(yīng)向b滑動(dòng)可使小燈泡正常發(fā)光．
（3）該同學(xué)將滑片滑至中點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小燈泡正常發(fā)光，則小燈泡的額定功率為1.17W．（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）閉合開關(guān)前，為保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移至阻值最大處；
（2）若將滑片向a端移動(dòng)，判斷變阻器連入電路中的電阻變化，根據(jù)分壓原理，確定變阻器的電壓變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，確定電壓表的示數(shù)變化；
根據(jù)圖中電壓表小量程讀數(shù)，比較示數(shù)與額定電壓的大小，燈在額定電壓下正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理確定變阻器滑片的移動(dòng)方向；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，求出燈正常發(fā)光時(shí)變阻器的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律求出燈的額定電流，根據(jù)P=UI求燈的額定功率．

解答 解：（1）閉合開關(guān)前，為保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移至阻值最大處，即b端；
（2）在調(diào)節(jié)電路時(shí)，若將滑片向a端移動(dòng)，變阻器連入電路中的電阻變小，根據(jù)分壓原理，變阻器的電壓變小，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電壓表的示數(shù)變大；
該同學(xué)將滑片移至某位置后，閉合開關(guān)，觀察到電壓表的示數(shù)如圖乙所示，圖中電壓表選用小量程，分度值為0.1V，此時(shí)小燈泡兩端的電壓為2.9V，大于燈的額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，應(yīng)減小燈的電壓，增大變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大變阻器連入電路 中的電阻，即應(yīng)向b滑動(dòng)，可使小燈泡正常發(fā)光；
（3）該同學(xué)將滑片滑至中點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小燈泡正常發(fā)光，燈的電壓為2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，則變阻器的電壓：
U_滑=6V-2.5V=3.5V，
變阻器的電阻：
R_滑=$\frac{1}{2}$×15Ω=7.5Ω，
由歐姆定律，通過變阻器的電流：
I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}=\frac{3.5V}{7.5Ω}$，
根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過燈的額定電流大小等于I_L，
則小燈泡的額定功率為：
P=UI_L=2.5V×$\frac{3.5V}{7.5Ω}$≈1.17W．
故答案為：（1）b；（2）大；2.9；b；（3）1.17．

點(diǎn)評(píng) 本題測一個(gè)額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，考查實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、操作過程、電壓表讀數(shù)及額定功率的計(jì)算．難度適中．