Question

在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）連接電路時開關應

 

，閉合開關前，圖1中滑動變阻器的滑片P應位于

 

 （選填“A”或“B”）端．
（2）用筆畫線代替導線，連接完整如圖1所示的實物電路．
（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

 

 （寫一種即可）．
（4）排除故障后，閉合開關、移動滑片P至電壓表的示數如圖2所示，其讀數為

 

 V；要獲得小燈泡額定功率的數據，滑片P應向

 

 （選填“A”或“B”）端移動．
（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3所示的圖象．由圖象可知，小燈泡兩端電壓是1.5V時，其電阻是

 

Ω；燈泡的額定功率是

 

W．
（6）實驗時，若發現電流表指針擺動分別出現了如圖4甲、乙所示的兩種情況．請分析在使用電流表時分別存在什么問題，并寫在下面的橫線上．
甲現象存在的問題：

 

；乙現象存在的問題：

 

．

Answer 1

分析：（1）為保護電路，連接電路時開關應斷開，將滑片移至最大阻值處；
（2）根據額定電壓和電阻計算出燈泡正常發光時的電流，確定電流表的量程；
（3）小燈泡始終不亮、電流表無示數，說明電路斷路，電壓表有示數，說明與電壓表并聯的電路斷路；
（4）根據圖2讀出電壓表的示數，根據串分壓的知識，要增大燈泡兩端的電壓，應減小滑動變阻器的阻值；
（5）根據圖象確定1.5V時的電流，根據R=

U

I

求出電阻；
根據圖象確定2.5V時的電流，根據P=UI求出電功率；
（6）使用電流表時，要選擇合適的量程，且注意電流表正負接線柱的接法．

解答：解：（1）連接電路時開關應斷開；
由圖知，滑動變阻器的下面接了右邊的B接線柱，所以閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應位于最左端即A端．
（2）將電流表串聯在電路中，小燈泡正常發光時的電流I=

U

R

=

2.5V

10Ω

=0.25A，所以電流表應選擇0～0.6A的量程，如圖所示：
．
（3）小燈泡始終不亮、電流表無示數，則電路有斷路，電壓表有示數，原因可能是與電壓表并聯的燈泡斷路；
（4）由圖2知，電流表的量程為0～3V，分度值為0.1V，其讀數為2.2 V；
需增大燈泡兩端的電壓，應減小滑動變阻器的阻值，使滑片P應向B端移動，使小燈泡兩端的電壓等于2.5V，測出電流值，便可確定額定功率．
（5）由圖3知，等電壓U=1.5V時，I=0.15A，則R=

U

I

=

1.5V

0.15A

=10Ω；
當燈泡兩端的電壓為2.5V時，電路中的電流為0.2A，則燈泡的額定功率是P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
（6）由圖4甲知，指針反轉，說明電流表的正負接線柱接反；
由圖4乙知，指針偏轉角度較小，說明電流表的所接量程偏大．
故答案為：（1）斷開；A；（2）見上圖；（3）小燈泡斷路；（4）2.2； B； （5）10； 0.5；（6）電流表的正負接線柱接反；電流表的所接量程偏大．

點評：要測量燈泡的額定功率，首先要掌握測功率的原理P=UI、電路圖的畫法及實物電路的連接，滑動變阻器在電路中的作用及用滑動變阻器來調節燈泡正常發光也是實驗中常考的內容，要掌握電流表、電壓表的使用規則及讀數，電路故障的分析是電學實驗中的常考內容，也是難點，關鍵是理解短路和斷路的含義，該實驗還涉及到了電功率和電阻的計算．