Question

17．在測定“小燈泡電功率”的實驗中，小明所在的實驗小組用的電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω．他們所設計的實驗電路如圖1所示．

（1）請你用筆畫線代替導線將實物電路補充完整．（導線不能交叉）
（2）小明閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)超出右邊范圍，請你幫他判斷一下故障的可能原因是B．
A．滑動變阻器P在A端    B．電燈泡斷路    C．電燈泡短路  D．電壓表量程選得太小
（3）小剛同學閉合開關，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)（如圖2所示）為2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應將圖1中滑片P向A（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（4）小麗同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖3所示的I-U圖象，根據圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W．

Answer 1

分析 （1）根據燈的額定電壓確定電壓表量程與燈并聯(lián)，根據歐姆定律求出燈正常發(fā)光時的電流確定電流表量程與燈串聯(lián)，變阻器按一上一下接入電路中；
（2）逐一分析每個選項，找出符合題意的答案；
（3）根據圖中電壓表小量程讀數(shù)；燈在額定電壓下正常發(fā)光，根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結合分壓原理確定變阻器滑片移動的方向；
（4）由圖3所示的I-U圖象，找到燈的電壓為額定電壓2.5V時，通過的電流大小，根據P_L=U_LI_L求燈泡的額定功率．

解答 解：（1）小燈泡額定電壓為2.5V，電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，電阻約為10Ω，燈正常發(fā)光時的電流：
I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，電流表選用小量程與燈串聯(lián)，變阻器按一上一下接入電路中，如下所示：


（2）A．滑動變阻器P在A端，變阻器連入電路中的電阻為0，電壓表示接近電源電壓，超出右邊范圍，電路中電流最大為：
I_大=$\frac{{U}_{電源}}{{R}_{L}}=\frac{4.5V}{10Ω}$=0.45A，不符合題意；
B．電燈泡斷路，電壓表串聯(lián)在電路中，因電壓表內阻很大，由歐姆定律，電路中電流幾乎為0，而電壓表通過變阻器與電源連通，電壓表示數(shù)接近電源電壓4.5V，電壓表示數(shù)超出右邊范圍，符合題意；
C．若電燈泡短路，則電壓表示數(shù)為0，電流表有示數(shù)，不符合題意；
D．若電壓表量程選得太小，電路中電流不會為0，不符合題意．
故選B；
（3）移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)（如圖2所示），圖中電壓表選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應增大燈的電壓，根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器的連入電路中的電阻大小，即將圖1中滑片P向A端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（4）由圖3所示的I-U圖象可知，燈的電壓為額定電壓2.5V時，通過的電流為0.2A，小燈泡的額定功率：
P_L=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W；
故答案為：（1）如上所示；
（2）B；
（3）2； A；
（4）0.5．

點評 本題測定“小燈泡電功率”，考查電路的連接、常見現(xiàn)象的分析、操作過程及額定功率的計算．