Question

在做“测量小灯泡的额定功率”的实验时，小刚同学连接的实物电路如图1所示．其中小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率小于1W．

（1）同组的小明同学在检查线路时，发现有一根导线连接错误．请你在图1中用“×”标出这根错接的导线，并画出改接后的导线（不能与其他导线交叉）．
（2）小明小组的同学在连接好电路后，闭合开关发现灯泡不亮，于是举手要求老师更换灯泡，老师到他们的实验桌前看了一眼，就立刻微笑着告诉他们，他们的电路连接是正确的，而且灯泡也完好，他们很奇怪，问老师：“您连手都没动，怎么就知道我们的电路连接完好而且灯泡正常呢？”你知道老师是如何做出上述判断的吗？________，小明实验小组灯泡不亮的原因是________．
（3）排除故障后，再闭合开关，发现电压表的示数为2V，则小刚的下一步操作应为________．
（4）若小灯泡正常发光时电流表的示数如图2所示，则小灯泡的额定功率为________W．

Answer 1

解：
（1）由原实物图可以看出，小灯泡与电流表并联，电压表串联在了电路中．要使小灯泡与电流表串联，必须将滑动变阻器与小灯泡连接的导线断开；同时在小灯泡右侧接线柱和开关右侧接线柱之间连接一条导线．
（2）如果小灯泡断路，电路中没有电流，电流表示数为零；如果小灯泡短路，电路中有电流，但电压表示数为零；题目中电流表、电压表指针正常偏转，不属于这两种情况，所以小灯泡是完好的．
灯泡是完好的，但不发光，是实际功率太小．由公式P=I²R知，灯丝电阻不变时，实际功率太小的原因是：通过灯泡的电流太小．而灯泡所在电路电流太小，是由于滑动变阻器滑片位于最大阻值处．
（3）小灯泡的额定电压为2.5V，而实际电压为2V，低于额定电压，所以应该调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压达到2.5V．
（4）由图2知，电流表选择的是0～0.6A量程，小灯泡正常发光时的电流为I=0.3A．
所以小灯泡的额定功率为P_额=U_额I_额=2.5V×0.3A=0.75W
故答案为：
（1）实物连接如右图

（2）根据电流表和电压表指针正常偏转；
滑动变阻器滑片置于阻值最大处，导致电流太小，灯泡实际功率太小；
（3）调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V；
（4）0.75W．
分析：（1）确定错接的导线的位置，前提是明确“测量小灯泡的额定功率”实验中小灯泡和滑动变阻器的连接关系，以及电压表和电流表的位置；
（2）小灯泡不亮的原因有两个：没有电流通过，虽有电流通过，但太小；是否有电流可以由电流表、电压表指针是否偏转确定；灯泡的亮度决定于灯泡的实际功率；
（3）测量小灯泡的额定功率，必须使灯泡两端电压为额定电压；
（4）读取电流表示数时，要明确电流表选择的量程和对应的分度值；已知额定电压和额定电流，利用公式P=UI就可以计算额定功率．
点评：在原来的实物图中确定连接错误的导线，是一个难点，如果不能迅速找出来，可以采取这样的方法：各元件位置关系不变，自己另外画一个实物连接图，将自己画的实物图与原题实物图进行对比，错误的地方就呈现出来了．