Question

6．測定小燈泡電功率的實驗中，選用的電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．

（1）用筆畫線代替導線，連接完整如圖a所示的實物電路．
（2）閉合開關前，圖中滑動變阻器的滑片P應位于A（選填“A”或“B”）端．
（3）閉合開關，移動變阻器的滑片P，發現小燈泡始終不亮，電壓表有示數、電流表無示數，原因可能是
小燈泡斷路（寫出一種即可）．
（4）排除故障后，閉合開關、移動滑片P至電壓表的示數如圖b所示，其讀數為2.2V；要獲得小燈泡額定功率的數據，滑片P應向B（選填“A”或“B”）移動．
（5）改變滑片P的位置，獲得多組對應的電壓、電流值，繪制得如圖c所示的I-U圖象．由圖象可知，小燈泡兩端電壓是1.5V時，其電阻是10Ω，額定功率是0.5W．PB部分和PC部分串聯，電流相等，PB部分比PC部分的電阻大，根據焦耳定律Q=I²Rt，在通電相同的條件下，PB部分產生的熱量較多，所以熱．

Answer 1

分析 （1）電流表應該串聯在電路中，根據燈泡正常發光時的電流選擇電流表量程．
（2）閉合開關前滑片應置于最大阻值處．
（3）燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡斷路或燈泡之外的電路斷路；電流表無示數，可能是電流表斷路或電流表之外的電路斷路；電壓表有示數，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯電路之外不存在斷路；由此綜合分析可知電路故障；
（4）由圖示電表確定其量程與分度值，讀出電表示數；由電壓表示數與燈泡額定電壓的關系，根據電路特點確定滑片的移動方向；
（5）由圖象得到燈泡在1.5V時的電流，根據R=$\frac{U}{I}$計算電阻，根據P=UI計算功率．

解答 解：（1）電流表應該串聯在電路中，燈泡正常發光時，電流約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，電流表的量程應選0～0.6A．如下圖所示：

（2）閉合開關前，圖中滑動變阻器的滑片P應位于A端，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大．
（3）連好電路后閉合開關，移動滑片變阻器滑片P，發現小燈泡始終不亮，電流表無示數，說明電路出現斷路，電壓表有示數，說明電壓表到電源間是通路，所以故障可能是小燈泡斷路；
（4）由圖b所示電壓表可知，其量程為0～3V，分度值為0.1V，所示為2.2V，燈泡兩端電壓小于額定電壓，要測燈泡額定功率，應向B端移動滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，使燈泡兩端電壓增大，直到燈泡電壓達到2.5V為止；
（5）由圖象知，燈泡在1.5V時的電流為0.15A，
所以燈泡電阻為：R′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω．
燈泡在2.5V時的電流為0.2A，
所以燈泡額定功率為P=UI_額=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：（1）見上圖；（2）A；（3）小燈泡斷路；（4）2.2V；B；（5）10Ω；0.5W；

點評 本題考查了實驗注意事項、電表讀數、電路故障、求燈泡額定功率等問題；對電表讀數時，要先確定其量程與分度值，然后再讀數，讀數時視線要與電表刻度線垂直．