Question

5．在“測量小燈泡電功率”的實驗中，實驗室有以下器材：小燈泡（額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω）、電流表（0～0.6A 0～3A）、電壓表（0～3V 0～15V）、開關(guān)、電壓為4V的電源、滑動變阻器（20Ω 1A）、導(dǎo)線若干．

（1）根據(jù)圖甲提供的電路，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙的實物圖連接成實驗電路．
（2）根據(jù)實驗中需要測量的物理量．請在圖丙方框內(nèi)畫出記錄實驗數(shù)據(jù)的表格．
（3）實驗過程中，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表沒有示數(shù)，電流表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，分析電路故障的原因可能是B．
A．小燈泡斷路                B．只有小燈泡短路
C．只有滑動變阻器短路        D．滑動變阻器斷路
（4）電路故障排除后，某次實驗中，電流表示數(shù)是0.2A，電壓表示數(shù)如圖丁所示，示數(shù)是2.4V，此時小燈泡的功率是0.48W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實物圖，根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，由I=$\frac{U}{R}$計算出燈泡正常發(fā)光時的大約電流值，確定電流表的量程；
（2）表格中應(yīng)包括電壓、電流、電功率及燈泡亮暗幾項；
（3）電流表有示數(shù)且很大，說明沒有發(fā)生斷路，且電路中總電阻較��；
根據(jù)燈泡不亮，兩端無電壓判斷可能燈泡短路；
（4）確定電壓表的量程和分度值，讀出電壓表的示數(shù)，根據(jù)P=UI計算出燈泡的實際電功率．

解答 解：
（1）根據(jù)電路圖連接實物圖，燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表應(yīng)選擇0～3V的量程；燈泡正常發(fā)光時電流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表選擇0～0.6A的量程，電路如圖：

（2）根據(jù)實驗要求，要測量低于、等于和高于額定電壓時的電功率并觀察燈泡的亮暗進行記錄，所以表格中應(yīng)有電流、電壓、電功率、燈泡亮度幾項，如下表：

實驗序號	電流表示數(shù)/A	電壓表示數(shù)/V	功率/W	燈泡亮度
1
2
3

（3）電流表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，首先排除斷路情況，由于電流很大，則可能發(fā)生短路，又發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表沒有示數(shù)，則可能小燈泡發(fā)生短路，B正確；
（4）由圖丁知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.4V，小燈泡的電功率：P=UI=2.4V×0.2A=0.48W．
故答案為：（1）見上圖；（2）見上表；（3）B； （4）2.4；0.48．

點評 本題是測量燈泡電功率的實驗考查了電路的連接、電路故障的分析、數(shù)據(jù)表格的設(shè)計，這些都是電學(xué)實驗的基礎(chǔ)問題一定要熟練掌握，在連接電路時，特別要注意電壓表和電流表量程的確定，同時還考查了電壓表的讀數(shù)及電功率的計算，難度適中．