Question

7．在“測量小燈泡電功率”的實驗中，燈泡上標有“2.5V”字樣．
（1）如圖甲所示，所接的實驗電路存在連接錯誤，但只需改動一根導線，即可使電路連接正確．請你在應改動的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的接法．
（2）正確接線后．閉合開關前，滑動變阻器的滑片應調至A（選填“A”或“B”）端．開關閉合后，小明發現電壓表、電流表均有示數，但小燈泡不亮，經檢查各元件完好，為了能使小燈泡發光，下一步應進行的操作是移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發光．
（3）實驗中移動滑片P到某一位置時電壓表示數為2.3V，若要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動直到小燈泡正常發光，此時電流表的讀數如圖乙，則小燈泡的額定功率是0.75 W．
（4）小明在實驗中除了測量小燈泡的額定功率，還分別測量高于、低于額定電壓下燈泡的電功率，并分別記錄燈泡亮度情況．該同學進行三次測量的目的是C
A、求平均值減少測量誤差
B、避免偶然性，尋找普遍規律
C、研究不同電壓下燈泡的亮度與電功率的關系
（5）同組小華利用電壓表和定值電阻R₀，也測出了此小燈泡的額定功率，如圖丙所示．請只添加兩條導線完成圖所示的實驗電路的連接．

Answer 1

分析 （1）本實驗中，電壓表應與燈泡并聯；
（2）閉合開關前，滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值，根據滑動變阻器的接法確定滑片的位置；電壓表與電流表均有示數說明，電路不存在斷路，燈泡沒有短路，燈泡不發光，可能是電路電流太小，燈泡實際功率太小，不足以引起燈泡發光造成的，可以調節滑動變阻器滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，看燈泡能否發光；
（3）根據電壓表的示數，然后與燈泡的額定電壓進行比較，再結合串聯電路分壓的特點確定滑片移動的方向；由P=UI計算其額定功率；
（4）為得出具有普遍性的結論，應多次測量；
（5）沒有電流表，已知定值R₀和電壓表起到電流表的作用，那么為了讓燈泡和定值電阻的電流相同，則應采取串聯的方式，電壓表應先測量燈泡兩端的電壓，使燈泡兩端的實際電壓為額定電壓值，然后通過開關的轉換，再測出此時燈和定值電阻兩端的總電壓，據此分析完成實驗電路．

解答 解：
（1）測量小燈泡額定功率的實驗中，電壓表應與燈泡并聯，由圖甲知，電壓表測總電壓，修改后電路如圖所示：

（2）由電路圖知，滑動變阻器滑片在左端，即A端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，因此閉合開關前，滑動變阻器應調到滑動變阻器的A端；關閉合后，電壓表、電流表均有示數，小燈泡不亮，電路連接無誤，各元件完好．為了能能使小燈泡發光，應進行的操作是：移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發光；
（3）由題意可知，電壓表示數為2.3V＜2.5V，根據串聯電路分壓的規律可知，需減小滑動變阻器兩端電壓，即減小滑動變阻器接入電路的阻值，故將滑片向右移動，即B端；
由圖乙知，電流表使用0-0.6A量程，電流表的分度值為0.02A，燈泡正常發光時的電流為0.3，A，所以其額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）在探究燈的亮度與燈的實際功率的關系時，為避免實驗的偶然性，得出具有普遍性的結論，應多次實驗，即分別在測小燈泡在低于，等于，高于其額定電壓下的電功率；故選C；
（5）由分析可知：燈泡和定值電阻串聯，電壓表應先測量燈泡兩端的電壓，使燈泡兩端的實際電壓為額定電壓值，即要求通過開關的閉合與斷開，電壓表先測燈泡正常工作時的兩端電壓U_額，保持滑片的位置不變，再測燈泡與定值電阻兩端電壓U，從而求出定值電阻的電壓U-U_額，根據歐姆定律通過定值電阻的電流，即燈正常工作時的電流I=$\frac{U-{U}_{額}}{{R}_{0}}$，如圖所示：
；
燈的額定電功率P_額=U_額I可求功率．
故答案為：（1）如上圖；（2）A    向右移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發光
（3）B； 0.75；（4）C；
（5）如上圖．

點評 本題測量小燈泡的電功率，考查電路的連接、實驗注意事項、額定功率的計算、多次實驗的目的及則電阻的原理等知識，綜合性較強．