Question

8．小王做“測量小燈泡電功率”的實驗所用器材有：標(biāo)有“2.5V”字樣、正常發(fā)光時阻值約為13Ω 的完全相同的小燈泡兩個，電壓恒為3V 的學(xué)生電源，標(biāo)有“20Ω  1A”的滑動變阻器，電流表，電壓表，開關(guān)及導(dǎo)線若干．

（1）如圖甲是實驗電路圖，圖乙是他的實物連接圖，接線過程中有一處連接錯誤，請在錯誤的接線上打“×”并用筆畫線代替導(dǎo)線進(jìn)行改正，要求改正后滑動變阻器接入電路的阻值最大．
（2）小王在實驗之前檢查儀表時發(fā)現(xiàn)：電流表有電流通過時能自由偏轉(zhuǎn)；電流表未接入電路時，電流表指針如圖丙所示，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是電流表使用前沒有將指針調(diào)到零刻度線處．
（3）按電路圖正確連接后，閉合開關(guān)，燈不亮，電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表無示數(shù)造成這種現(xiàn)象的原因可能是C（填正確選項前的字母）
A、滑動變阻器斷路      B、開關(guān)接觸不良    C、小燈泡與燈座接觸不良    D、電流表斷路
（4）排除故障后，閉合開關(guān)，改變滑動變阻器滑片位置，將電壓表和電流表的示數(shù)填入表中．從表中可知小燈泡的額定功率為0.5W．

電壓表的示數(shù)U/V	電流表的示數(shù)I/A	燈泡的功率P/W
1.5	0.16
2.5	0.20
2.8	0.22

（5）若將兩個小燈泡串聯(lián)后直接接在3V電源的兩端，兩燈消耗的總電功率為0.48W．

Answer 1

分析 （1）本實驗中滑動變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)入電路中，由此根據(jù)題意改接電路；
（2）使用前，檢查指針是否指在零刻線處，如果不是，需要調(diào)零；
（3）電路故障分兩類：短路和斷路．電路短路時，短路部分無電壓，電流大；電路斷路時，斷路部分無電流，電壓大；
（4）由表中數(shù)據(jù)，根據(jù)P_額=U_額I求燈的額定功率；
（5）根據(jù)分壓原理，得每個燈的電壓，由表中數(shù)據(jù)得出電流大小，根據(jù)P_實=U_實I_實求得兩燈的總功率．

解答 解：
（1）測量小燈泡電功率的實驗中，滑動變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)入電路中，要求改正后滑動變阻器接入電路的阻值最大，所以應(yīng)將其左下接線柱接入電路中，如圖所示：
；
（2）為測量結(jié)果準(zhǔn)確，測量之前指針必須指在零刻度線處．電流表未接入電路時，如圖丙所示的電流表指針沒有在零刻度線處，是電流表使用前沒有將指針調(diào)到零刻度線處引起的；
（3）燈泡不亮、電流表無示數(shù)可能斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源間是通路，所以故障可能是電壓表所測部分?jǐn)嗦�，即燈泡處斷路，故選C；
（4）由表中數(shù)據(jù)，額定電壓2.5V對應(yīng)的電流為0.2A，燈的額定功率：P_額=U_額I=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）因兩燈相同，電阻相等，根據(jù)分壓原理，兩燈串聯(lián)后，每燈分得的電壓為電源電壓的$\frac{1}{2}$，即1.5V，
由表中數(shù)據(jù)此時通過燈的電流，即電路中的電流I_實=0.16A，所以兩燈消耗的總電功率：P_實=U_實I_實=3V×0.16A=0.48W．
故答案為：（1）見上圖； （2）電流表使用前沒有將指針調(diào)到零刻度線處；（3）C；（4）0.5；（5）0.48．

點評 本題測量小燈泡的電功率，考查電路的正確連接、常見故障的分析、額定功率的計算、實際功率的計算等．因燈的電阻隨溫度的變化而變化，（5）在求解時不能由P=$\frac{{U}^{2}}{2R}$計算．