(2019·安顺)小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路,其中电源电压为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V(灯丝电阻约为12 Ω)。
(1)为了能够顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用 (选填“A”或“B”)。
A.“10 Ω 5 A”的滑动变阻器
B.“50 Ω 0.5 A”的滑动变阻器
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是 。
(3)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像(如图乙所示),分析图像可知:小灯泡的额定功率为 W。
(4)完成上面实验后,小军同学又想测量额定电压为U额的灯泡的额定功率,但发现电流表已损坏,于是他又找来了两个开关和一定值电阻,设计了如图丙所示的电路,已知电源电压恒为U,定值电阻的阻值为R0,请你完成下面实验步骤:
① (填写S、S1、S2的通断情况),调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ;
② (填写S、S1、S2的通断情况),保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表示数为U1;
③灯泡额定功率的表达式为P额= 。
答案
(1)B (2)小灯泡断路
(3)0.625
(4)①闭合开关S、S1,断开S2 U-U额
②闭合开关S、S2,断开S1
③
解析：(1)灯泡正常工作时电流约为IL=
≈0.2 A,测定灯泡功率的实验中,灯泡与滑动变阻器串联,根据串联电路电压特点可知,灯泡正常工作时,滑动变阻器两端电压为U滑=U-UL=6 V-2.5 V=3.5 V,由I=
可得,滑动变阻器接入电路的电阻为R滑=
=17.5 Ω。所以滑动变阻器应选“50 Ω 0.5 A”的滑动变阻器,故选B。(2)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路存在断路,电压表示数有示数,说明与电压表并联的灯泡断路。(4)分析实验的原理可以得出其具体的步骤为:①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U-U额;②闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器的滑片位置不变,读出电压表示数为U1;③通过灯泡的电流I=IR0=
,灯泡的额定功率的表达式为P额=U额I=U额×=。
