Question

在做“測定小燈泡的電功率”實驗中，電源由幾節干電池組成（即電源電壓為1.5伏的整數倍且保持不變），待測小燈泡標有“2.2伏”字樣，滑動變阻器標有“50Ω  1A”的字樣．
①實驗電路如圖（a）所示，請在圖中的○內填入電表，使之成為正確的電路．（用2B鉛筆在答題紙的相應位置答題）
②實驗中，正確連接電路，且操作正確．閉合電鍵S后，發現電流表示數如圖（b）所示，但小燈泡不發光．那么接下來合適的實驗操作應該是______（選填序號）
（a） 移動滑動變阻器的滑片，繼續實驗．
（b） 檢查電路是否短路，替換同一規格的小燈泡．
（c） 檢查電路是否斷路，替換同一規格的小燈泡．
③實驗中，當電壓表示數為______伏，小燈泡正常發光，此時電流表的指針位于圖16（b）刻度板的中央，小燈泡的額定功率為______瓦．本實驗所用電源的電壓為______伏．

Answer 1

【答案】分析：（1）電流表應串聯在電路中，電壓表應并聯在燈泡兩端．
（2）電流表有示數但示數較小，燈泡不發光，說明電路既不存在斷路也不存在短路，而是電路電阻太大，接下來正確的操作是：移動滑動變阻器的滑片，繼續實驗．
（3）當燈泡電壓為額定電壓時，燈正常發光；確定電流表的量程與最小分度值，根據圖示電流表讀數；已知燈泡的電壓U、電流I，由P=UI求燈泡功率．正確操作，閉合電鍵時滑動變阻器接入電路的阻值為滑動變阻器最大阻值，由電流表讀電流值，由P=UI求出燈泡功率；由歐姆定律求出剛閉合開關時，滑動變阻器兩端的電壓，然后根據滑動變阻器電壓判斷電源電壓．
解答：解：（1）串聯在電路中的是電流表，并聯在燈泡兩端的是電壓表，電路圖如圖所示．
（2）電流表有示數但示數較小，燈泡不發光，說明電路既不存在斷路也不存在短路，而是電路電阻太大，接下來正確的操作是：移動滑動變阻器的滑片，繼續實驗，應選a．
（3）當電壓表示數為燈泡額定電壓U=2.2V時，小燈泡正常發光；電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表的指針位于圖16（b）刻度板的中央，則電流表示數I=0.3A，小燈泡功率P=UI=2.2V×0.3A=0.66W．閉合電鍵時滑動變阻器接入電路的阻值為滑動變阻器最大阻值R_滑=50Ω，由圖知此時電流表示數I'=0.08A，滑動變阻器兩端的電壓U_滑=IR_滑=0.08A×50Ω=4V，電源電壓為1.5V的整數倍，電源電壓應大于滑動變阻器電壓，因此電源電壓U=1.5V×3=4.5V；∵I=，∴燈泡正常發光時電流為0.3A，燈泡電阻約為R==≈7.3Ω，如果電源電壓是6V，則閉合開關時電路電流I==≈0.1A＞0.08A，不符合題意，因此電源電壓是4.5V．
故答案為：（1）電路圖如圖所示．（2）a；（3）2.2；0.66；4.5．
點評：1、電流表應串聯在電路中，電壓表應并聯在電路元件兩端．
2、當燈泡電壓等于額定電壓時，等正常發光．
3、對電流表讀數，應先確定電流表的量程與分度值．
4、本題解題的關鍵是注意隱含條件：閉合電鍵時滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值．