Question

16．在用電壓表、電流表測量小燈泡電功率的實驗中，燈泡上標有“2.5V”的字樣．

（1）小彭同學(xué)根據(jù)電路圖連接了如圖1所示的實驗電路，小吳同學(xué)檢查后發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接有誤，請你在這根導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線，畫出正確的連線．
（2）電路改正后，小彭閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表沒有示數(shù)，而電壓表示數(shù)接近3V，取下燈泡，兩表的示數(shù)仍不變．出現(xiàn)故障的原因可能是燈泡斷路．
（3）故障排除后，開始進行實驗，小吳同學(xué)根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，在圖2中畫出了小燈泡電流電壓變化的關(guān)系圖象．由圖可以判斷，小燈泡的額定功率為0.75W．
（4）這時，小彭發(fā)現(xiàn)桌上有一個用電器，觀察發(fā)現(xiàn)上面標有“××V  6W”的字樣，他怎樣也看不清額定電壓，于是，他就想利用剛才的實驗器材來測出這個用電器的額定電壓，但又發(fā)現(xiàn)電流表壞了，只有電壓表可用，而滑動變阻器上標有“10Ω  1A”字樣．小彭正在無計可施時，小吳幫他想出了方法，很快就通過測量并計算出了該用電器的額定電壓．現(xiàn)在請你：
①幫小彭畫出電路圖．
②幫小彭寫出實驗的簡要步驟．a(chǎn)．使小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，閉合開關(guān)S、S₁，用電壓表測出變阻器兩端的電壓U₁；
b．保持滑片的位置不變，閉合開關(guān)S、S₂，斷開開關(guān)S₁，用電壓表測量燈泡兩端的電壓U₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)測量小燈泡電功率的實驗原理可知，電壓表與燈泡并聯(lián)測其兩端的電壓，電流表與燈泡串聯(lián)測通過的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率，據(jù)此進行解答．
（2）取下燈泡，兩表的示數(shù)仍不變，說明燈泡處斷路了；
（3）從圖象上查出額定電壓下的電流的值，由P=UI計算電功率；
（4）已知燈泡的額定功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，測出燈泡的電阻，即可求額定電壓；可以使小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律求出燈泡的電阻．

解答 解：（1）根據(jù)測量小燈泡電功率的實驗原理可知，電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡的兩端，故改正如下圖所示：

（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路中的開路的地方，而電壓表示數(shù)接近3V，取下燈泡，兩表的示數(shù)仍不變，說明開路的地方在電燈處，即燈泡斷路；
（3）當電壓為額定電壓2.5V時，對應(yīng)的電流值為0.3A，則電功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）①如圖：

②實驗步驟：
a．使小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，讓變阻器的電阻處于最大值；閉合開關(guān)S、S₁，用電壓表測出變阻器兩端的電壓U₁；
b．保持滑片的位置不變，閉合開關(guān)S、S₂，斷開開關(guān)S₁，用電壓表測量燈泡兩端的電壓U₂；
故答案為：（1）如上圖所示；（2）燈泡斷路；（3）0.75；①圖略；②a．使小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，閉合開關(guān)S、S₁，用電壓表測出變阻器兩端的電壓U₁；
b．保持滑片的位置不變，閉合開關(guān)S、S₂，斷開開關(guān)S₁，用電壓表測量燈泡兩端的電壓U₂．

點評 本題考查了伏安法測電功率的實驗．這類實驗操作類的題，學(xué)生一定要平時多做實驗，在實驗過程中提高動手能力，這樣對于電路故障就容易找原因及發(fā)現(xiàn)解決故障的方法．