Question

20．在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10欧．
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，图乙中滑动变阻器的滑片P应位于A（选填“A”或“B”）端．
（3）小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图23乙所示）为2.2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向B（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V．

（4）小叶同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图23丙所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．
（5）同座位的小张实验时，当他连接完最后一根导线，立即看到灯泡发出明亮的光．在一旁观察的小明一惊，提醒小张实验中有问题．请你帮助小张找出实验中两个操作不当之处：①连接电路时开关处于闭合状态②变阻器的滑片没有处于阻值最大位置．纠正上述问题后，小张在调节滑动变阻器时，灯泡逐渐变亮而电压表的示数反而变小，产生这种现象的原因可能是电压表测量的是滑动变阻器两端的电压．

Answer 1

分析 （1）将电流表串联在电路中，根据I=$\frac{U}{R}$计算出灯泡的电流，确定量程；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于最大值处；
（3）确定电压表的量程、最小分度值，由图读出电压表的示数；由于灯泡电压小于灯泡额定电压；移动滑动变阻器滑片，使接入电路的阻值变小，灯泡两端的电压增大，直到电压表的示数为灯泡的额定电压2.5V．
（4）由图象求出灯泡额定电压对应的电流，由公式P=UI求出灯泡的额定功率．
（5）为了保护电路，连接电路时开关要断开，滑片P置于使连入电阻最大的位置；在调节滑动变阻器时，灯泡逐渐变亮（电路中电流变大），而电压表的示数变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了．

解答 解：（1）灯泡的额定电流大约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，则电流表应选择0～0.6A的量程，将电流表与灯泡串联，如图所示：

（2）为了保护电路，由图知，闭合开关时，应将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处，即A端；
（3）电压表量程是3V，最小分度值是0.1V，电压表示数是2.2V；
此时电压表示数为2.2V，小于灯泡的额定电压2.5V，要使灯泡L正常发光，应减小滑动变阻器两端的电压，减小变阻器接入电路的阻值，应将图甲中滑片P向B端移动，使电压表的示数为2.5V．
（4）由表格中数据知，当U=2.5V时，I=0.2A，所以灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）当他连接完最后一根导线，立即看到灯泡发出明亮的光，说明电路处于通路状态，则原因可能是：①连接电路时开关处于闭合状态，②变阻器的滑片没有处于阻值最大位置．
灯泡逐渐变亮（电流变大），而电压表的示数反而变小，说明电压表没有与小灯泡并联，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压．
故答案为：（1）见上图；（2）A；（3）2.2；B；（4）0.5；（5）连接电路时开关处于闭合状态；变阻器的滑片没有处于阻值最大位置；电压表测量的是滑动变阻器两端的电压．

点评 此题是测量小灯泡的功率，要掌握其测量原理P=UI，考查了有关电路的连接，注意电压表、电流表及滑动变阻器的接法．同时考查了一种特殊测量功率的方法，与测电阻类似，要学会变通．