Question

4．小亮同學做測定“小燈泡的額定電功率”實驗時所用器材有電壓為6V的電源、額定電壓為2.5V的小燈泡（小燈泡的額定功率小于1W）、滑動變阻器（50Ω 1A）、以及符合實驗要求的電表、開關(guān)和導線．如圖（甲）是小亮同學沒有連接完整的電路．
（1）本實驗的實驗原理是P=UI．
（2）請你用筆畫線代替導線，將圖（甲）所示的電路連接完整．
（3）小亮同學連好電路后閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障可能是燈斷路（或燈座接觸不良）（寫出一種即可）．
（4）小亮同學移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表的示數(shù)為2.2V，要測量小燈泡的額定功率時，應(yīng)將滑片P向B端移動（選填“A”或“B“）．當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖（乙）所示，則小燈泡的額定功率是0.5W，此時小燈泡的電阻是12.5Ω．該實驗中滑動變阻器除了保護電路外還有改變燈的電壓和通過燈的電流的作用．
（5）實驗過程中，小敏同學閉合開關(guān)，電流表指針反偏，請分析其原因：電流表正負接線柱接反了

Answer 1

分析 （1）實驗的實驗原理是P=UI；
（2）根據(jù)P=UI求燈的額定電流大小范圍，確定電流表的量程，并與燈串聯(lián)；
（3）移動滑動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表無示數(shù)，說明電路可能斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的燈之外的電路是連通的，與電壓表并聯(lián)的燈所在支路可能斷路了；
（4）燈在額定電壓下正常發(fā)光，比較燈的實際電壓與額定電壓的關(guān)系，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理確定滑片移動的方向；
由圖乙電流表小量程讀數(shù)，由P=UI計算燈的額定功率，由歐姆定律計算電阻的大小；根據(jù)實驗?zāi)康姆治鲎冏杵鞯淖饔茫?/p>

解答 解：（1）本實驗的實驗原理是P=UI；
（2）額定電壓為2.5V的小燈泡，燈泡的額定功率小于1W，根據(jù)P=UI，燈的額定電流小于：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，電壓表選用小量程與燈串聯(lián)，如下所示：

（3）經(jīng)分析，移動滑動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障可能是燈斷路（或燈座接觸不良）．
（4）燈在額定電壓下正常發(fā)光，小亮同學移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表的示數(shù)為2.2V，小于燈的額定電壓，應(yīng)增大燈的電壓，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，要減小變阻器的電壓，根據(jù)分壓原理，要減小變阻器連入電路中的電阻大小，這時應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片向B端移動，使電壓表的示數(shù)為3.8V，燈泡正常發(fā)光，電流表的示數(shù)如圖所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，其示數(shù)為0.2A，小燈泡的額定功率是：
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W，由歐姆定律，燈的電阻：
R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
本實驗中要研究燈在不同功率下的亮度，故要測量不同的功率，所以，要通過變阻器改變燈的電壓和通過的電流；
（5）實驗過程中，小敏同學閉合開關(guān)，電流表指針反偏，說明電流從電流表負接線柱流入了，即電流表正負接線柱接反了．
故答案為：（1）P=UI；（2）如上所示；（3）燈斷路（或燈座接觸不良）；（4）B；0.5；12.5；還有改變燈的電壓和通過燈的電流的作用；（5）電流表正負接線柱接反了．

點評 本題小燈泡的額定電功率，考查實驗原理、器材的選擇、故障分析、操作過程、功率及電阻的計算、變阻器的作用及實驗注意事項．