Question

4．小亮同學(xué)做測(cè)定“小燈泡的額定電功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)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(dòng)變阻器（50Ω 1A）、以及符合實(shí)驗(yàn)要求的電表、開關(guān)和導(dǎo)線．如圖（甲）是小亮同學(xué)沒有連接完整的電路．
（1）本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是P=UI．
（2）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖（甲）所示的電路連接完整．
（3）小亮同學(xué)連好電路后閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)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(xué)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P到某處時(shí)，電壓表的示數(shù)為2.2V，要測(cè)量小燈泡的額定功率時(shí)，應(yīng)將滑片P向B端移動(dòng)（選填“A”或“B“）．當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，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(shí)小燈泡的電阻是12.5Ω．該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器除了保護(hù)電路外還有改變燈的電壓和通過燈的電流的作用．
（5）實(shí)驗(yàn)過程中，小敏同學(xué)閉合開關(guān)，電流表指針反偏，請(qǐng)分析其原因：電流表正負(fù)接線柱接反了

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)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(dòng)滑動(dòng)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(shí)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(dòng)的方向；
由圖乙電流表小量程讀數(shù)，由P=UI計(jì)算燈的額定功率，由歐姆定律計(jì)算電阻的大�。桓鶕�(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治鲎冏杵鞯淖饔茫?/p>

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)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(dòng)滑動(dòng)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(xué)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P到某處時(shí)，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(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片向B端移動(dòng)，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(shí)驗(yàn)中要研究燈在不同功率下的亮度，故要測(cè)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(shí)驗(yàn)過程中，小敏同學(xué)閉合開關(guān)，電流表指針反偏，說明電流從電流表負(fù)接線柱流入了，即電流表正負(fù)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(fù)接線柱接反了．

點(diǎn)評(píng) 本題小燈泡的額定電功率，考查實(shí)驗(yàn)原理、器材的選擇、故障分析、操作過程、功率及電阻的計(jì)算、變阻器的作用及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)．