Question

4．如圖，在“測定小燈泡電功率”的實驗中，實驗室有以下器材：小燈泡（額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω）、電流表（0-0.6A，0-3A）、電壓表（0-3V，0-15V）、開關(guān)、電源電壓為4V且恒定不變、滑動變阻器、導(dǎo)線若干．
（1）請你用畫筆線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實物圖連接成實驗電路（要求向左移動滑片時燈泡變亮）．
（2）實驗過程中，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表沒有示數(shù)，電流表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，分析電路故障的原因可能是：小燈泡短路．
（3）電路故障排除后，某次實驗中，電流表示數(shù)是0.2A．電壓表示數(shù)如乙圖，此時小燈泡的功率是0.44W．
（4）若要測定小燈泡的額定功率，接下來具體的操作是滑片應(yīng)向左移動直到電壓表示數(shù)為2.5V為止，再讀出此時電流表的讀數(shù)，計算出燈泡的額定功率．

Answer 1

分析 （1）本實驗中滑動變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)入電路中，由滑片左移動時燈泡變亮確定其接線柱，由燈泡正常發(fā)光電流確定電流表量程；
（2）閉合開關(guān)，電流表有示數(shù)說明電路是通路，再由燈泡不亮，電壓表沒有示數(shù)分析電路故障；
（3）確定電壓表量程和分度值，讀出電壓表示數(shù)，利用P=UI算出功率；
（4）燈泡正常發(fā)光時電壓等于其額定電壓，由串聯(lián)電路分壓原理分析接下來的操作．

解答 解：
（1）測定小燈泡電功率的實驗中，電流表和滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中，滑片左移動時燈泡變亮，說明電路中電流增大，變阻器連入阻值變小，所以應(yīng)將變阻器的左下接線柱接入電路中；燈泡正常工作電流約為：I=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表使用0-0.6A量程．電路連接如圖所示：

（2）閉合開關(guān)，電流表有示數(shù)說明電路是通路，燈泡不亮，電壓表沒有示數(shù)，說明小燈泡處短路或電壓表兩端短路；
（3）燈泡額定電壓2.5V，所以電壓表使用0-3V量程，量程0.1V，由乙圖知，電流表示數(shù)是0.2A，電壓表示數(shù)2.2V，此時小燈泡的功率：P=UI=2.2V×0.2A=0.44W；
（4）燈泡兩端電壓2.2V小于燈泡的額定電壓，為使燈泡正常發(fā)光，增大燈泡兩端分得電壓，減小變阻器分得電壓，由串聯(lián)電路的分壓原理知，滑片應(yīng)向左移動直到電壓表示數(shù)為2.5V為止，再讀出此時電流表的讀數(shù)，計算出燈泡的額定功率．
故答案為：（1）見上圖；（2）小燈泡短路；（3）0.44；（4）滑片應(yīng)向左移動直到電壓表示數(shù)為2.5V為止，再讀出此時電流表的讀數(shù)，計算出燈泡的額定功率．

點評 本題是測燈泡額定功率的實驗，考查了電路連接、故障判斷、電表讀數(shù)、實驗的操作以及功率計算．綜合性強(qiáng)，但都屬于基礎(chǔ)知識，難度適中．