如图所示,小明在做 “测量小灯泡电功率”的实验。实验室有如下器材:电源(设电压恒为 6V 不变)、小灯泡(额定电压为 2.5V ,灯丝的电阻约为 10Ω )、电流表、电压表、开关各一个,规格分别为 R 1 “ 10Ω1A ”和 R 2 “ 30Ω0.5A ”的滑动变阻器各一个,导线若干。
( 1 )连接电路时,小明应选用规格为 ______ (选填 “ R 1 ”“ R 2 ”)的滑动变阻器;
( 2 )连接好电路后,闭合开关前,在甲图中滑动变阻器的滑片 P 应置于 ______ 端(选填 “ A ”或“ B ”);闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡发生 ______ (选填 “短路”或“断路”);
( 3 )排除故障,闭合开关,移动滑片 P 到某位置时,电压表的示数为 2.2V ,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片 P 向 ______ (选填 “ A ”或“ B ”)端移动,使电压表的示数为 ______ V ;通过实验,小灯泡的 U-I 图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 ______ W 。
( 4 )由图乙可知,小灯泡灯丝电阻大小的变化可能与 ______ 有关。
R 2 A 短路 B 2.5 0.625W 灯丝温度
【详解】
( 1 )小灯泡正常发光时的电流
电源电压 U =6V ,此时滑动变阻器两端电压
此时滑动变阻器接入电路中的电阻
所以连接电路时,应选用 R 2 接入电路。
( 2 )闭合开关前,滑动变阻器的滑片 P 应置于最大阻值处,图甲中滑动变阻器选用右下接线柱接入电路,所以滑片应置于最左端,即滑片应置于 A 端。
小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,说明电压表被短路了,即小灯泡发生了短路。
( 3 )想测量小灯泡的额定功率,需调节滑片使小灯泡两端电压为 2.5V ,根据串联电路分压规律,判断应将滑动变阻器接入电路中的电阻调小,所以滑片 P 应向 B 端移动直到电压表的示数为 2.5V 。
由乙图可知,当小灯泡两端电压为 2.5V 时,流过小灯泡的电流为 0.25A 。小灯泡的额定功率
( 4 )小灯泡的电阻受灯丝温度的影响。