Question

16．在“測量小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓恒定為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時的電阻約為10Ω，所用滑動變阻器的規(guī)格為“50Ω 1A”．
（1）請用筆畫線代替導線將圖1未完成的實物電路連接完整．

（2）連接電路時開關應該斷開閉合開關前，滑片P置于B（選填“A”或“B”）端
（3）閉合開關，移動變阻器的滑片P的過程中，觀察到電流表示數(shù)幾乎接近最大值時，小燈泡仍然不亮，且電壓表無示數(shù)，其原因可能是燈泡短路．
（4）排除故障后，閉合開關，移動滑片P至如圖2壓表的示數(shù)為1 V．要使小燈泡正常發(fā)光，滑片P應向A（選填“A”或“B”）端移動．
（5）多次改變滑片P的位置，獲得多組對應的電壓、電流值，并繪制出如圖3示的圖象．由圖象，小燈泡的額定功率是0.5 W．當燈泡兩端電壓為1.5V時燈泡電阻是15Ω
（6）假如電壓表0～15V量程已損壞，小剛還想測出額定電壓為3.8V小燈泡的額定功率．利用以上實驗器材，請你將小剛設計的電路圖5在方框內．
（7）按小剛新設計的電路圖調節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)達到2.2V．小燈泡正常發(fā)光．此時電流表的示數(shù)如圖4示為0.3A．則小燈泡的額定功率是1.14W．

Answer 1

分析 （1）本實驗中燈泡串聯(lián)在電路中，電壓表應并聯(lián)在燈泡兩端，根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表量程；
（2）連接電路時要斷開開關，滑片要置于最大阻值處；
（3）電流表有示數(shù)說明電路為通路，電壓表無示數(shù)示數(shù)說明電壓表被短路；
（4）認清電壓表的量程、分度值后讀數(shù)；測燈泡的額定功率應使小燈泡兩端電壓為額定電壓，由此分析滑片的移動情況；
（5）由圖丙讀出小燈泡兩端電壓為額定電壓時的電流值，利用公式P=UI，計算額定功率；
根據(jù)圖3示的圖象讀出當燈泡兩端電壓為1.5V時流經(jīng)燈泡的電流，利用I=$\frac{U}{R}$變形可求得燈泡電阻；
（6）假如電壓表0～15V量程已損壞，小剛仍想測出小燈泡的額定功率，將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端即可．
（7）根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律，根據(jù)燈泡的額定電壓是3.8V，那么此時滑動變阻器兩端的電壓為：總電壓-燈泡兩端電壓．
根據(jù)圖中所示，電流表所選量程為：0～0.6A，其分度值為：0.02A，由指針所中位置即可讀數(shù)，然后利用P=UI即可求出小燈泡的額定功率．

解答 解：
（1）測定小燈泡功率的實驗中，燈泡、電流表與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，燈泡的額定電壓2.5V，所以電壓表應使用0-3V量程，如圖所示：

（2）為了保護電路，連接電路時，開關應該斷開，閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應置于最大值B端；
（3）電流表有示數(shù)說明電路為通路，電壓表無示數(shù)示數(shù)說明電壓表被短路，即小燈泡短路；
（4）由題燈泡額定電壓2.5V，電壓表使用的量程為0～3V，分度值為0.1V，由圖乙可知示數(shù)為1V，為測燈泡的額定功率應使小燈泡兩端電壓為額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原是，即要增大小燈泡兩端電壓，應使滑動變阻器的滑片向A移動以減小變阻器連入電路的阻值；
（5）由圖丙可知，小燈泡兩端電壓為2.5V時，燈泡中的電流為0.2A，
所以小燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
由圖3示的圖象可知，當燈泡兩端電壓U′=1.5V時，燈泡中的電流I′=0.1A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡電阻R=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{1.5V}{0.1A}$=15Ω，
（6）假如電壓表0～15V量程已損壞，
將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端仍然可以測出小燈泡的額定功率，如下圖所示：

（4）根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律，根據(jù)燈泡的額定電壓U₁=3.8V，電源電壓是U=6V．
則：U₂=U-U₁=6V-3.8V=2.2V，
根據(jù)圖中所示，電流表所選量程為：0～0.6A，其分度值為：0.02A，由指針所中位置可知I₁=0.3A，
P=U₁I₁=3.8V×0.3A=1.14W．
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；B；（3）短；（4）1；A；（5）0.5；（6）見上圖；（7）2.2；0.3；1.14．

點評 本題是測定小燈泡電功率的實驗，考查了實物圖的連接，電表的讀數(shù)，故障問題，功率計算，從圖象獲取信息的能力．