Question

20．小勇在測量額定電壓是2.5V小燈泡電功率的實驗中：
（1）為完成實驗，請用筆畫線代替導線，將甲圖連接完整．

（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應調至最右（填“左”或“右”）端．若開關閉合后，發(fā)現無論怎樣調節(jié)滑動變阻器，小燈泡發(fā)光較暗且亮度一直不變，則故障原因是滑動變阻器都接在下面的兩個接線柱上．
（3）故障排除后，調節(jié)滑動變阻器的滑片，當電壓表示數為2V時，電流表示數如圖乙所示，此時通過小燈泡的電流為0.22A，小燈泡此時的電功率為0.44W．若要測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片向左（填“左”或“右”）移動，直到電壓表示數為2.5V為止．
（4）移動滑動變阻器的滑片，記下多組電流表及對應電壓表的示數，并畫出圖丙所示的I-U圖象，從圖象可算出小燈泡的額定功率為0.625W．
（5）小勇繼續(xù)調節(jié)滑動變阻器的過程中，小燈泡突然熄滅，電壓表示數變大 （填“變大”、“變小”或“不變”），經檢查發(fā)現燈絲燒斷．

Answer 1

分析 （1）測燈泡的功率需要測量燈泡的電壓和電流．
由燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，電壓表與燈泡并聯(lián)．
由題目中電流表的表盤，來確定電流表的量程，電流表與燈泡串聯(lián)．
注意電壓表和電流表的正負接線柱．
滑動變阻器選擇一上一下接線柱串聯(lián)在電路中，起保護電路和改變燈泡兩端的電壓的作用．
開關串聯(lián)在電路中控制電路的通斷．
（2）為保護電路，在閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移至最大阻值處；
電路連接正確，不是連接故障問題，而是器材的規(guī)格問題，從滑動變阻器規(guī)格、電源電壓等方面考慮．
（3）根據電流表選擇的量程和對應的分度值，按照指針的位置讀出電流表的示數，根據P=UI就可以計算出小燈泡的實際功率．
要增大燈泡兩端的電壓，則應減小滑動變阻器的阻值，從而判斷出滑動變阻器滑片的移動方向；
（4）由I-U圖象找出燈泡額定電壓所對應的電流，然后由P=UI求出燈泡的額定功率；
（5）燈泡突然燒斷，燈泡斷路，電壓表兩極直接與電源兩極相連，電壓表測電源電壓，電壓表示數變大．

解答 解：
（1）燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表選擇0～3V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)．
由題意知，電流表使用0～0.6A量程，電流表與燈泡串聯(lián)．
電流從電壓表和電流表的正接線柱流入，從負接線柱流出．
滑動變阻器選擇一上一下接線柱串聯(lián)在電路中．開關串聯(lián)在電路中．
根據各元件的連接方法，連接實物圖．如圖所示：

（2）由圖知，滑動變阻器的下面接了左邊的接線柱，所以在閉合開關前，應將滑片移至最右端，使其阻值最大；
當將滑動變阻器的下方兩個接線柱接入電路時，電路中的電流太小，燈泡發(fā)光較暗，并且滑動變阻器失去調節(jié)燈泡兩端的作用．
（3）電流表選擇的是0～0.6A量程，對應的分度值是0.02A，指針指在0.2A后第1個小格上，
因此示數為0.2A+0.02A=0.22A，
小燈泡的實際功率為：P=UI=2V×0.22A=0.44W．
要測定燈泡的額定功率，應使燈泡兩端的電壓等于其額定電壓，此時應減小滑動變阻器的阻值，將滑片向左端滑動，使電壓表的示數為2.5V；
（4）由圖丙所示I-U圖象可知，燈泡額定電壓U=2.5V所對應的電流I=0.25A，
則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
（5）實驗中小燈泡的燈絲突然被燒斷，則燈泡兩端的電壓約等于電源電壓，電壓表的示數變大．
故答案為：
（1）見解答圖；
（2）右；滑動變阻器都接在下面的兩個接線柱上；
（3）0.22；0.44；左；2.5；
（4）0.625；
（5）變大．

點評 此題是測量燈泡的功率實驗，考查了實物圖的連接，滑動變阻器的使用，電流表的讀數、電功率的計算，電路故障的分析及伏安法測電阻的實驗原理，考查得很全面．
實物電路連接的錯誤一般出現在以下幾個方面：
（1）干電池電池組的連接：干電池的連接方式是串聯(lián)，連接時應按照：“正極-負極-正極”的順序連接；
（2）滑動變阻器的連接：滑動變阻器有四個接線柱，連接時應按照“一上一下”的原則；
（3）電表量程的選擇：電表的量程必須正確選擇，不要就造成量程選擇不當，如果電源是兩節(jié)干電池，則電壓表量程選擇0～3V，再根據其他條件估算電路中最大電流，確定電流表的量程；
（4）電表正負接線柱的連接：由于電表有多個接線柱且有正負接線柱之分，所以要在正確選擇量程的基礎上，看準“+”、“-”接線柱，以保證電流“+”進“-”出；
（5）導線的連接：電路連接圖一般要求導線不得交叉，注意合理安排導線的位置，力求簡潔、流暢．