Question

10．用如圖所示的實驗電器，測量一個標有“2.5V”字樣的小燈泡的額定功率．

（1）請在虛線框內畫出與圖1對應的電路圖．
（2）按圖正確連接電路，閉合開關后，電流表和電壓表的示數(shù)都較小，小燈泡不發(fā)光，其原因是：滑動變阻器接入電路的阻值太大，電流過小，小燈泡的實際功率較小，沒有達到發(fā)光功率．
（3）經(jīng)過調整后，小燈泡發(fā)光，但如何使小燈泡正常發(fā)光呢？你的措施是：移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)等于燈泡的額定電壓2.5V．
（4）按正確方法完成實驗后，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點作出如圖所示Y-I圖象，小燈泡的U-I圖象應該是b（選填“a”或“b”），這樣判斷的依據(jù)是燈泡的阻值受溫度的變化而變化；
（5）愛探究的小強用另一只電流表A₂和一個5Ω的定值電阻R，連接了如圖乙　所示的電路，同樣測出了小燈泡的額定功率．具體操作是：閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電流表A₂的示數(shù)為0.5A，小燈泡正常發(fā)光．此時電流表A₁的示數(shù)如圖2所示，則小燈泡的額定功率為1W．

Answer 1

分析 （1）分析清楚實物電路圖的結構，明確各電路元件的連接方式，根據(jù)各電路元件的連接方式畫出電路圖；
（2）連接完電路閉合開關，滑動變阻器接入電路的阻值較大，電路電流太小，燈泡的實際功率較小，沒有達到燈泡的發(fā)光功率，所以燈泡不發(fā)光；
（3）燈泡在額定電壓下能正常發(fā)光，要使燈泡正常發(fā)光，可以調節(jié)滑動變阻器滑片使燈泡兩端電壓即電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓，燈泡可正常發(fā)光；
（4）定值電阻阻值不變，定值電阻的U-I圖象是一條傾斜的直線；燈泡電阻隨溫度（電壓）的變化而變化，不是定值，U-I圖象是一條曲線，據(jù)此分析答題；
（5）電流表A₂與定值電阻串聯(lián)，相當于電壓表，使并聯(lián)電路電壓等于燈泡額定電壓2.5V時燈泡可以正常發(fā)光，由歐姆定律可以求出電流表A₂的示數(shù)；確定電流表A₁的量程與最小分度值，讀出電流表A₁的示數(shù)，然后由并聯(lián)電路的特點求出流過待測電阻的電流，然后由歐姆定律求出燈泡的功率．

解答 解：（1）由實物電路圖知：電源、滑動變阻器、燈泡、電流表串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，滑動變阻器用右半部分電阻絲，據(jù)此畫出電路圖如圖所示；
（2）閉合開關后，電流表和電壓表的示數(shù)都較小，小燈泡不發(fā)光，其原因是：滑動變阻器接入電路的阻值太大，電流過小，小燈泡的實際功率較小，沒有達到發(fā)光功率；
（3）燈泡發(fā)光較暗，要使小燈泡正常發(fā)光，應移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)等于燈泡的額定電壓2.5V；
（4）定值電阻阻值不變，U-I圖象是一條傾斜的直線，而燈泡的阻值受溫度的變化而變化，則U-I圖象是一條彎曲的線由圖可知，b是燈泡電阻的U-I圖象．
（5）由電路圖知：定值電阻與燈泡并聯(lián)，它們兩端的電壓相等，當并聯(lián)電壓等于燈泡的額定電壓U_L=2.5V時，
燈泡正常發(fā)光，此時電流表A₂的示數(shù)I₂=$\frac{{U}_{L}}{R}$=$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A；由圖2知，電流表A₁的量程是3A，
由圖3知電流表的最小分度值是0.1A，電流表讀數(shù)I₁=0.9A，流過燈泡的電流I_L=I₁-I₂=0.9A-0.5A=0.4A，
燈泡的額定功率P=U_LI_L=2.5V×0.4A=1W；
故答案為：（1）電路圖如圖所示．
（2）滑動變阻器接入電路的阻值太大，電流過小，小燈泡的實際功率較小，沒有達到發(fā)光功率．
（3）移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)等于燈泡的額定電壓2.5V．
（4）燈泡的阻值受溫度的變化而變化；
（5）0.5；1．

點評 本題考查了畫實驗電路圖、分析燈泡發(fā)光較暗的原因、怎樣使燈泡正常發(fā)光、求燈泡的額定功率等問題，燈泡只有在額定電壓下才能正常發(fā)光，如果燈泡的實際功率較小，不足以讓燈泡發(fā)光，只有燈泡功率達到一定值時燈泡才能正常發(fā)光．