Question

7．如圖是幾個(gè)同學(xué)在“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)．
（1）小明在實(shí)驗(yàn)時(shí)，用的電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時(shí)燈絲電阻約為10Ω，所用滑動(dòng)變阻器的最大阻值40Ω．
①請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲中完成實(shí)物電路的連接（要求滑片P向C端滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變�。�；
②小明在某次實(shí)驗(yàn)中，看到電壓表示數(shù)為1.8V，要使燈泡L正常發(fā)光應(yīng)向B（選填“A”或“B”）端移動(dòng)滑片，同時(shí)視線應(yīng)注意觀察電壓表（選填“電流表”或“電壓表”）示數(shù)，當(dāng)燈正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是0.6W．
（2）小剛同學(xué)用一個(gè)學(xué)生電壓表、一個(gè)學(xué)生電流表、一個(gè)開關(guān)、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、電壓為6V的電源和額定電壓為3.8V的小燈泡，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路．正確連接好電路后，閉合開關(guān)，燈泡發(fā)光，電壓表有示數(shù)，電流表示數(shù)為零，則故障可能是電流表短路．小剛把電壓表的示數(shù)調(diào)為3.8V時(shí)，讀出電流表示數(shù)，計(jì)算出小燈泡的額定功率為1.14W．小紅認(rèn)為為減小實(shí)驗(yàn)誤差，小剛的方法可以改進(jìn)，就是將電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.2V時(shí)，讀出電流表示數(shù)，再計(jì)算出小燈泡的額定功率．如果你認(rèn)同小紅的改進(jìn)方法，就說出理由，其理由是因電壓表小量程分度值為0.1V（2.2V是分度值的整數(shù)倍），測量較準(zhǔn)確．
（3）小麗同學(xué)也按丙電路圖連接電路，當(dāng)連接最后一根導(dǎo)線時(shí)，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅．檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請(qǐng)你指出實(shí)驗(yàn)中操作不當(dāng)之處：
①連接電路時(shí)開關(guān)收有斷開；②沒有將滑動(dòng)變阻器的最大阻值連入電路中．

Answer 1

分析 （1）①由歐姆定律，求燈正常工作時(shí)的電流確定電流表選用的量程，要求滑片P向C端滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變小，確定變阻器的連接；
②燈在額定電壓下正常發(fā)光，比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確滑片移動(dòng)的方向；根據(jù)圖中電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；
（2）燈泡發(fā)光，電壓表有示數(shù)，說明電路為通路，根據(jù)電流表示數(shù)為零確定故障；
根據(jù)電壓表的大小量程對(duì)應(yīng)的分度值和測量的電壓大小，從測量的準(zhǔn)確度考慮；
（3）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)開關(guān)要斷開且將滑動(dòng)變阻器的最大阻值連入電路中．

解答 解：（1）①小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時(shí)燈絲電阻約為10Ω，由歐姆定律，燈正常工作時(shí)的電流約為：
I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，故電流表選用小量程，要求滑片P向C端滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變小，即電阻變大，故滑片以右電阻絲連入電路中，如下所示：

②燈在額定電壓下正常發(fā)光，1.8V小于燈的額定電壓2.5V，應(yīng)增大燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)減小變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向B移動(dòng)，同時(shí)視線應(yīng)注意觀察電壓表示數(shù)，直到電壓表示數(shù)為額定電壓；當(dāng)燈正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為為0.02A，示數(shù)為0.24A，則小燈泡的額定功率是：
P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（2）正確連接好電路后，閉合開關(guān)，燈泡發(fā)光，電壓表有示數(shù)，說明電路為通路，電流表示數(shù)為零，則故障可能是電流表短路；
原來電壓表使用0-15V的量程，分度值為0.5V，而電壓表的示數(shù)為3.8V不是0.5V的整數(shù)倍，測量誤差較大；
小剛使用電壓表小量程與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，因電壓表小量程分度值為0.1V（2.2V是分度值的整數(shù)倍），測量較準(zhǔn)確；
（3）當(dāng)連接最后一根導(dǎo)線時(shí)，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅．檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請(qǐng)你指出實(shí)驗(yàn)中操作不當(dāng)之處：）①連接電路時(shí)開關(guān)收有斷開；②沒有將滑動(dòng)變阻器的最大阻值連入電路中．
故答案為：（1）①如上所示；②B；電壓表；0.6；
（2）電流表短路；因電壓表小量程分度值為0.1V（2.2V是分度值的整數(shù)倍），測量較準(zhǔn)確；
（3）①連接電路時(shí)開關(guān)收有斷開；②沒有將滑動(dòng)變阻器的最大阻值連入電路中．

點(diǎn)評(píng) 本題測量小燈泡電功率，考查電路的連接、操作過程、功率的計(jì)算、故障的分析和對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)估及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)．