Question

14．在測定“小燈泡額定電功率”的實驗中，電源電壓為4.5V且保持不變，小燈泡額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω．
（1）請你用筆畫線代替導線，將圖1中的實物電路連接完整．

（2）小璇排除故障后，電壓表的讀數(shù)為2V，若使小燈泡正常發(fā)光，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片應向B（填“A”、“B”）方移動．當小燈泡正常發(fā)光時，此時電流表的示數(shù)如圖2所示，滑動變阻的實際功率為0.4W．小燈泡正常發(fā)光10秒消耗的電能是5焦．
（3）另一組的小紅同學在連線時，不小心將線接錯了，使開關(guān)閉合后，移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變大時，電壓表示數(shù)卻變小，你分析一下產(chǎn)生這個現(xiàn)象的原因是電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端了．
（4）如果電壓表0-3V的壞了，應該怎樣操作將電源換為3節(jié)鉛蓄電池，把電壓表大量程表并聯(lián)在變阻器的兩端，移動滑動變阻器的滑片，當電壓表示數(shù)為6V-2.5V=3.5V時，燈兩端的電壓為2.5V，燈正常發(fā)光，記下此時電流表的示數(shù)I．

Answer 1

分析 （1）由圖2知，電壓表選用小量程，將電壓表并聯(lián)在燈的兩端；電流表選用小量程，電流表串聯(lián)在電路中；
（2）比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小，根據(jù)分壓原理確定滑片移動的方向；
當燈正常發(fā)光時，求出變阻器的電壓U_變，由電流表的小量程讀出電流的大小，根據(jù)P=U_變I求變阻器消耗
的實際電功率；根據(jù)W=UIt求燈正常工作5秒消耗的電能；
（3）電流表示數(shù)變大說明電路中電阻變小，滑動變阻器電阻變�。桓鶕�(jù)分壓原理確定變阻分得的電壓變化情況，從而確定電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端；
（4）可提高電源電壓的大小為U，使用電壓表的大量程，將電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端，當電壓表示數(shù)為
U-2.5V時燈正常發(fā)光；

解答 （1）電壓表選用小量程，并聯(lián)在燈的兩端；電流表選用小量程，與燈串聯(lián)，注意電流從電表正接線柱流入；變阻器接線柱一下一上，如下圖所示；
（2）電壓表的讀數(shù)為2V，小于燈的額定電壓，若使小燈泡正常發(fā)光，應增大燈的電壓，減小變阻器分得 的電壓，根據(jù)分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻，所以調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片應向B端移動；
當小燈泡正常發(fā)光時，此時電流表的示數(shù)如圖2所示，可知電流表的小量程分度值為0.02A，示數(shù)為0.2A，
變阻器的電壓為4.5V-2.5V=2V，所以，變阻器的實際功率P′=U′I′=2V×0.2A=0.4W；
小燈泡正常發(fā)光10秒消耗的電能W=UIt=2.5V×0.2A×10s=5J；
（3）連線時，不小心將線接錯了，閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器滑片P，電流表示數(shù)變大，根據(jù)歐姆定律，電路中電阻變小，可知滑動變阻器連入電路中的電阻變小，根據(jù)分壓原理，變阻器分得的電壓減小，說明與電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端了；
（4）如果電壓表0-3V的量程壞了，則只能使用電壓表的0-15V量程，但電源電壓為4.5V且燈的額定電壓只有2.5V，可將電源換為3鉛節(jié)電池，將電源的電壓提高至6V，把電壓表大量程表并聯(lián)在變阻器的兩端，移動滑動變阻器的滑片，當電壓表示數(shù)為6V-2.5V=3.5V時，燈兩端的電壓為2.5V，燈正常發(fā)光，記下此時電流表的示數(shù)I，則燈的額定功率P=UI=2.5V×I．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）B；0.4；5；
（3）電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端了；
（4）將電源換為3節(jié)鉛蓄電池，把電壓表大量程表并聯(lián)在變阻器的兩端，移動滑動變阻器的滑片，當電壓表示數(shù)為6V-2.5V=3.5V時，燈兩端的電壓為2.5V，燈正常發(fā)光，記下此時電流表的示數(shù)I．

點評 本題測定小燈泡額定電功率，考查電路的連接、操作過程、電功率和電能大小的計算、及反�，F(xiàn)象的分析判斷和設(shè)計實驗方案的能力，有新意，也有一定的難度．