Question

20．在測定“小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V，電阻約為10歐．
（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實物電路連接完整．
（2）閉合開關(guān)前，圖乙中滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于A（選填“A”或“B”）端．
（3）小葉同學(xué)閉合開關(guān)，移動滑片P到某一點(diǎn)時，電壓表示數(shù)（如圖23乙所示）為2.2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．

（4）小葉同學(xué)移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖23丙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W．
（5）同座位的小張實驗時，當(dāng)他連接完最后一根導(dǎo)線，立即看到燈泡發(fā)出明亮的光．在一旁觀察的小明一驚，提醒小張實驗中有問題．請你幫助小張找出實驗中兩個操作不當(dāng)之處：①連接電路時開關(guān)處于閉合狀態(tài)②變阻器的滑片沒有處于阻值最大位置．糾正上述問題后，小張在調(diào)節(jié)滑動變阻器時，燈泡逐漸變亮而電壓表的示數(shù)反而變小，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓．

Answer 1

分析 （1）將電流表串聯(lián)在電路中，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$計算出燈泡的電流，確定量程；
（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)位于最大值處；
（3）確定電壓表的量程、最小分度值，由圖讀出電壓表的示數(shù)；由于燈泡電壓小于燈泡額定電壓；移動滑動變阻器滑片，使接入電路的阻值變小，燈泡兩端的電壓增大，直到電壓表的示數(shù)為燈泡的額定電壓2.5V．
（4）由圖象求出燈泡額定電壓對應(yīng)的電流，由公式P=UI求出燈泡的額定功率．
（5）為了保護(hù)電路，連接電路時開關(guān)要斷開，滑片P置于使連入電阻最大的位置；在調(diào)節(jié)滑動變阻器時，燈泡逐漸變亮（電路中電流變大），而電壓表的示數(shù)變小，說明電壓表不是接在小燈泡的兩端，而是電壓表與滑動變阻器并聯(lián)了．

解答 解：（1）燈泡的額定電流大約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，則電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程，將電流表與燈泡串聯(lián)，如圖所示：

（2）為了保護(hù)電路，由圖知，閉合開關(guān)時，應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于最大阻值處，即A端；
（3）電壓表量程是3V，最小分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是2.2V；
此時電壓表示數(shù)為2.2V，小于燈泡的額定電壓2.5V，要使燈泡L正常發(fā)光，應(yīng)減小滑動變阻器兩端的電壓，減小變阻器接入電路的阻值，應(yīng)將圖甲中滑片P向B端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（4）由表格中數(shù)據(jù)知，當(dāng)U=2.5V時，I=0.2A，所以燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）當(dāng)他連接完最后一根導(dǎo)線，立即看到燈泡發(fā)出明亮的光，說明電路處于通路狀態(tài)，則原因可能是：①連接電路時開關(guān)處于閉合狀態(tài)，②變阻器的滑片沒有處于阻值最大位置．
燈泡逐漸變亮（電流變大），而電壓表的示數(shù)反而變小，說明電壓表沒有與小燈泡并聯(lián)，電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓．
故答案為：（1）見上圖；（2）A；（3）2.2；B；（4）0.5；（5）連接電路時開關(guān)處于閉合狀態(tài)；變阻器的滑片沒有處于阻值最大位置；電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓．

點(diǎn)評 此題是測量小燈泡的功率，要掌握其測量原理P=UI，考查了有關(guān)電路的連接，注意電壓表、電流表及滑動變阻器的接法．同時考查了一種特殊測量功率的方法，與測電阻類似，要學(xué)會變通．