Question

【题目】在“测定小灯泡的额定功率”的实验课上，实验老师在每张实验桌上提供了下列器材： ①待测小灯泡（额定电流为0.5A，额定功率不超过1.5W）
②电压表（双量程0～3V，0～15V） ③电流表（双量程0～0.6A，0～3A）
④定值电阻R1（“15Ω 1A”） ⑤定值电阻R2（“30Ω 1A”）
⑥学生电源电源（0～16V可调） ⑦滑动变阻器
⑧开关1只、导线若干

（1）小明选择了图甲的器材进行实验，在连接电路时，他应该将开关处于状态．
（2）小明在连接滑动变阻器、电压表时遇到了一些困难，图中有的导线没能连接完成，请你根据表格中的器材信息，用笔画线代替导线帮他连接完成实物电路，以便准确地测出灯泡的额定功率；
（3）小明准确连好电路后，先将滑动变阻器的滑片滑到最端（填“右”或“左”），再闭合开关，发现灯泡不亮，电流表没有示数，而电压表有示数，他试着改变滑动变阻器滑片的位置发现没有丝毫变化，此时电路的问题可能是；
（4）老师帮小明排除故障后，小明再次闭合开关进行实验，当滑片移到某一位置时两表的示数分表如图乙所示，则此时灯泡的功率为W；小明想要测出灯泡的额定功率，但尽管小明已经把滑片滑到端点，电流表示数还是比0.5A要小一点，小明经过思考，发现了出现这种情况的原因并在原有器材的基础上作出了正确的调整方案，他正确的操作顺序应该是：先 ， 再将 ， 最后将调大．经过调整，小明终于测得了小灯泡的额定功率．
（5）小明的同学小华发现她的电压表应选的量程档损坏，而另一量程档及其它器材都完好．为了能准确测定小灯泡的额定功率，她向老师询问，老师说用没坏的那个量程档也可以准确地测定小灯泡的额定功率，但必须让电压表的指针指在满刻度的一半以上．并提示小华只要在实验桌上剩下没用到的器材中选用一个器材，与灯泡适当连接后接到原来的电路中就可以完成实验．请你根据老师的提示，选择一个合适的器材，并在图丙的虚线框中画全小华重新设计的电路图（在图中标出你选的那个器材的规格）．小华连接设计好的电路进行实验，调节滑动变阻器滑片，当电流表示数达到0.5A时，电压表示数如图丁所示，则她测得的小灯泡的额定功率是W．

Answer 1

【答案】
（1）断开
（2） |断开
（3）左；小灯泡断路
（4）0.396；断开开关；滑动变阻器滑片移至最左端；电源电压
（5）1.25
【解析】解：（1.）在连接电路时，为保护电路，应将开关处于断开状态； （2.）小灯泡的额定电压最大为U= = =3V，故电压表的量程应选择0～3V，电压表并联在灯泡的两端，滑动变阻器按一上一下的原则与小灯泡串联，实物图连接如下图所示：
（3.）为了保护电路，连接电路时开关应断开，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑到最大值处，即最左端；
电流表无示数，灯不亮，电路可能有断路，电压表有示数，说明电压表到电源间是通路，所以故障原因可能是小灯泡断路造成的；
（4.）由上面图甲可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.22A，电压表量程是0～3V，分度值是0.1V，电压表示数是1.8V，所以小灯泡的功率：P=UI=1.8V×0.22A=0.396W．小明已经把滑片滑到端点，电流表示数还是比0.5A要小一点，说明电源电压偏小，故他正确的操作顺序应该是先断开开关，再将滑动变阻器滑片移至最左端，最后将电源电压调大．
（5.）由于0﹣3V的量程损坏，所以电路中电压表使用的是0﹣15V的量程，且电压表的指针指在满刻度的一半以上（电压表示数至少在7.5V以上），灯泡的额定电流为0.5A，若将定值电阻R2（“30Ω 1A”）与灯泡串联，结合图示可知，此时电压表测灯泡和定值电阻的总电压；灯泡正常发光时，R2的电压为U2=IR2=0.5A×30Ω=15V，则电压表所测电压将超过电压表的量程，故应将定值电阻R1（“15Ω 1A”）与灯泡串联，如下图所示： 由题意可知，电压表的量程是0﹣15V，分度值为0.5V，其示数为10V（即灯泡和定值电阻的总电压为10V）；灯泡的额定电流为0.5A，定值电阻R1两端的电压为U1=IR1=0.5A×15Ω=7.5V，
则小灯泡的额定电压为U额=U﹣U1=10V﹣7.5V=2.5V，
故灯泡的额定功率：P额=U额I额=2.5V×0.5A=1.25W．
所以答案是：（1）断开；（2）如上图所示；（3）左；小灯泡断路；（4）0.396；断开开关；滑动变阻器滑片移至最左端；电源电压；（5）如上图所示；1.25．