Question

6．如图甲是小明测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率的实物电路图（不完整），请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整；

（1）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于B（选填“A”或“B”）端；
（2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置，电压表示数如图乙所示，此时应将滑片P向A（选填“A”或“B”）端移到合适位置，读出电流表示数，即可算出小灯泡的额定功率；
（5）某同学利用图甲所示的电路，测量数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5	6	7	8
发光情况	不亮	不亮	微光	较暗	较亮	亮	明亮	更明亮
电压U/V	0.1	0.5	0.9	1.3	1.7	2.1	2.5	3.0
电流I/A	0.05	0.16	0.18	0.2	0.24	0.26	0.28	0.30

分析数据可知：该小灯泡的额定功率为0.7W；小红将小灯泡换成发光二极管，测量发光二极管的电功率，发现在亮度相当的情况下，每次所测得的电功率都比小灯泡的小，从能量转化角度分析，其原因是发光二极管的发光效率比小灯泡高．
（4）小华打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R₀，只利用一只电表，通过图中操作（开关S接“a”“b”各一次）来测量小灯泡的额定功率．图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是D．
A．两种方案都能  B．两种方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能    D．丙方案不能，丁方案能．

Answer 1

分析 将电压表与灯泡并联；
（1）闭合开关前，应将滑片移至最大阻值处；
（2）若灯泡两端的电压低于额定电压，应减小滑动变阻器的阻值，增大灯泡两端的电压值；
（3）根据表格，确定灯泡正常发光时的电流，由P=UI计算出灯泡的额定电功率；
发光二极管的发光效率比小灯泡的发光效率更高；
（4）开关S接“a”、”b”各一次，根据电路图，确定能否使小灯泡正常发光，若不能，则无法测量小灯泡的额定电功率．

解答 解：如图，两条连线，取其中一线即可．

（1）由图知，滑动变阻器的下面接了左边的接线柱，为保护电路，在闭合开关之前，应将滑片移至最右端即B端，使其阻值最大；
（2）由图乙知，电压表的量程为0～3V，示数为2.2V，小灯泡的额定电压为2.5V，要使小灯泡能够正常发光，减小滑动变阻器的阻值，将滑片向左端即A端滑动；
（3）由表格中数据知，小灯泡两端电压为2.5V时，其电流值为0.28A，所以灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
发光亮度相当，二极管的电功率更小，说明二极管的发光效率更高；
（4）图丙中，无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，甲方案不能测定小灯泡的额定电功率；
丁方案中，R₀、小灯泡、变阻器三者串联，S接a时，电压表测定灯泡两端的电压，可调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V，此时灯泡正常发光，当S接b时测灯和定值电阻的总电压，从而可计算出定值电阻两端的电压，由欧姆定律计算出电路中的电流．所以，丁方案能测出小灯泡的额定功率．
故选D．
故答案为：见上图；（1）B；（2）A；（3）0.7；发光二极管的发光效率比小灯泡高；（4）D．

点评 本题是测量小灯泡额定功率的实验，首先要熟练掌握测量原理，理解额定功率的实验，同时还要掌握电路的画法及对滑动变阻器的应用，第（4）问是该题的难点，关键能够分析出是否能确定出小灯泡正常发光时的电压和电流值．