Question

20．小勇在测量额定电压是2.5V小灯泡电功率的实验中：
（1）为完成实验，请用笔画线代替导线，将甲图连接完整．

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至最右（填“左”或“右”）端．若开关闭合后，发现无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡发光较暗且亮度一直不变，则故障原因是滑动变阻器都接在下面的两个接线柱上．
（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，此时通过小灯泡的电流为0.22A，小灯泡此时的电功率为0.44W．若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向左（填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为2.5V为止．
（4）移动滑动变阻器的滑片，记下多组电流表及对应电压表的示数，并画出图丙所示的I-U图象，从图象可算出小灯泡的额定功率为0.625W．
（5）小勇继续调节滑动变阻器的过程中，小灯泡突然熄灭，电压表示数变大 （填“变大”、“变小”或“不变”），经检查发现灯丝烧断．

Answer 1

分析 （1）测灯泡的功率需要测量灯泡的电压和电流．
由灯泡的额定电压确定电压表的量程，电压表与灯泡并联．
由题目中电流表的表盘，来确定电流表的量程，电流表与灯泡串联．
注意电压表和电流表的正负接线柱．
滑动变阻器选择一上一下接线柱串联在电路中，起保护电路和改变灯泡两端的电压的作用．
开关串联在电路中控制电路的通断．
（2）为保护电路，在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；
电路连接正确，不是连接故障问题，而是器材的规格问题，从滑动变阻器规格、电源电压等方面考虑．
（3）根据电流表选择的量程和对应的分度值，按照指针的位置读出电流表的示数，根据P=UI就可以计算出小灯泡的实际功率．
要增大灯泡两端的电压，则应减小滑动变阻器的阻值，从而判断出滑动变阻器滑片的移动方向；
（4）由I-U图象找出灯泡额定电压所对应的电流，然后由P=UI求出灯泡的额定功率；
（5）灯泡突然烧断，灯泡断路，电压表两极直接与电源两极相连，电压表测电源电压，电压表示数变大．

解答 解：
（1）灯泡的额定电压为2.5V，电压表选择0～3V量程，电压表与灯泡并联．
由题意知，电流表使用0～0.6A量程，电流表与灯泡串联．
电流从电压表和电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出．
滑动变阻器选择一上一下接线柱串联在电路中．开关串联在电路中．
根据各元件的连接方法，连接实物图．如图所示：

（2）由图知，滑动变阻器的下面接了左边的接线柱，所以在闭合开关前，应将滑片移至最右端，使其阻值最大；
当将滑动变阻器的下方两个接线柱接入电路时，电路中的电流太小，灯泡发光较暗，并且滑动变阻器失去调节灯泡两端的作用．
（3）电流表选择的是0～0.6A量程，对应的分度值是0.02A，指针指在0.2A后第1个小格上，
因此示数为0.2A+0.02A=0.22A，
小灯泡的实际功率为：P=UI=2V×0.22A=0.44W．
要测定灯泡的额定功率，应使灯泡两端的电压等于其额定电压，此时应减小滑动变阻器的阻值，将滑片向左端滑动，使电压表的示数为2.5V；
（4）由图丙所示I-U图象可知，灯泡额定电压U=2.5V所对应的电流I=0.25A，
则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
（5）实验中小灯泡的灯丝突然被烧断，则灯泡两端的电压约等于电源电压，电压表的示数变大．
故答案为：
（1）见解答图；
（2）右；滑动变阻器都接在下面的两个接线柱上；
（3）0.22；0.44；左；2.5；
（4）0.625；
（5）变大．

点评 此题是测量灯泡的功率实验，考查了实物图的连接，滑动变阻器的使用，电流表的读数、电功率的计算，电路故障的分析及伏安法测电阻的实验原理，考查得很全面．
实物电路连接的错误一般出现在以下几个方面：
（1）干电池电池组的连接：干电池的连接方式是串联，连接时应按照：“正极-负极-正极”的顺序连接；
（2）滑动变阻器的连接：滑动变阻器有四个接线柱，连接时应按照“一上一下”的原则；
（3）电表量程的选择：电表的量程必须正确选择，不要就造成量程选择不当，如果电源是两节干电池，则电压表量程选择0～3V，再根据其他条件估算电路中最大电流，确定电流表的量程；
（4）电表正负接线柱的连接：由于电表有多个接线柱且有正负接线柱之分，所以要在正确选择量程的基础上，看准“+”、“-”接线柱，以保证电流“+”进“-”出；
（5）导线的连接：电路连接图一般要求导线不得交叉，注意合理安排导线的位置，力求简洁、流畅．