Question

9．小亮做“測定小燈泡的額定電功率”實驗時，所用器材有電壓為6V的電源、額定電壓2.5V的小燈泡（小燈泡的額定功率小于1W）、滑動變阻器（50Ω   1A）以及符合實驗要求的電表、開關和導線．

（1）如圖1是小亮未連接完整的實物電路圖，請你用筆畫線代替導線，將圖1所示的電路連接完整．
（2）小亮連好電路后閉合開關，小燈泡不亮，電壓表示數接近電源電壓，電流表無示數．造成這種現(xiàn)象的原因可能是C．（填正確選項前的字母）
A．滑動變阻器斷路
B．開關接觸不良
C．小燈泡與燈座接觸不良
D．電流表斷路
（3）小亮排除故障后閉合開關，移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表的示數為2.2V，要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向B端移動（選填“A”或“B”）．當小燈正常發(fā)光時，電流表的示數如圖2甲所示，則小燈泡的額定功率是0.5W．
（4）小亮利用該電路探究電流跟電阻的關系，他將小燈泡換成多個定值電阻R，保持電壓表示數始終如圖2乙所示，多次更換阻值不同的定值電阻R，并記錄各次電流表的示數，若不更換其他器材，為了能夠完成實驗，更換的電阻阻值不能夠大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）根據P=UI判斷燈泡額定電流的大約值，然后確定電流表的量程，并將電流表串聯(lián)在電路中；
（2）燈泡不亮，電流表無示數，說明電路故障為斷路；電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連；
（3）當電壓表的示數為2.2V，要測量小燈泡的額定功率，需要提高燈泡兩端的電壓，需要減小電路電阻，減小滑動變阻器的電阻，根據實物電路確定滑片的移動方向；
根據電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數，然后根據燈泡在額定電壓下的功率為額定功率，即由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率；
（4）先根據電壓表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表的示數；然后根據串聯(lián)電路的電阻與電壓的關系，并結合滑動變阻器的最大阻值解答．

解答 解：（1）由P=UI得，燈泡額定電流的最大值：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，故電流表選擇的量程為0～0.6A；
將電流表0.6A的接線柱與燈泡左接線柱相連，如下圖所示：

（2）小燈泡不亮，電流表無示數，說明電路故障為斷路；
電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連；
因此電路故障為燈泡斷路（即小燈泡與燈座接觸不良）．
故選：C．
（3）故障排除后，閉合開關時，移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表的示數為2.2V，
要測量小燈泡的額定功率，需要提高燈泡兩端的電壓，因此應減小電路電阻，即應將滑片P向B端移動，直至電壓表示數為2.5V為止；
根據實物圖和圖甲可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.2A，
則燈泡的額定功率：P_額=U_額I_額=2.5V×0.2A=0.5W．
（4）根據實物圖和圖丙可知，電壓表量程為0～3V，分度值為0.1V，示數為2V；
在探究電流跟電阻的關系的實驗中，保持電阻兩端的電壓為2V不變，則根據串聯(lián)電路的電流相同的特點得：
I_定=I_滑，即：$\frac{{U}_{定}}{{R}_{定}}$=$\frac{U-{U}_{定}}{{R}_{滑}}$，
$\frac{2V}{{R}_{定}}$=$\frac{6V-2V}{{R}_{滑}}$，
解得：R_定=$\frac{1}{2}$R_滑，
因為R_滑動≤50Ω，所以R_定=$\frac{1}{2}$R_滑≤$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）C；（3）B；0.5；（4）25．

點評 本題是伏安法測小燈泡額定功率的實驗，考查了連接實物圖、電流表和電壓表讀數、歐姆定律和功率計算公式的應用等內容，涉及的知識點較多，但都屬于基礎題，知道伏安法測功率的原理是解題的關鍵．