Question

16．在测定小灯泡功率的实验中，小红同学设计了如图甲所示的电路图，请你替她完成下列问题．

（1）电路图中的电表①应是电流表，②应是电压表．
（2）如果小灯泡的额定电压为2.5V，则电源最少应有2节干电池组成．
（3）在连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片向b（选填“a”或“b”）端移动．
（4）当电压表的示数为1.2V时，应把滑动变阻器的滑片向a（选填“a”或“b”）端移动．
（5）若估计小灯泡的电阻约为5Ω，电源是由两节干电池串联组成，那么电流表的量程应选0～0.6A．
（6）当电压表的示数为2.9V时，小灯泡的实际功率比额定功率大，小灯泡的亮度比正常时要亮些．
（7）电压表的示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为0.75W．

Answer 1

分析 （1）根据电流表是串联使用、电压表是并联使用分析电表的位置；
（2）一节干电池的电压为1.5V，根据电源的电压应大于小灯泡的额定电压可知需要干电池的节数；
（3）为防止电路中电流过大烧坏用电器，在连接电路时开关要断开，闭合开关时滑动变阻器处于最大阻值处；
（4）要测灯泡的额定功率，灯泡要在2.5V下工作，要使灯泡电压由1.2V增大到2.5V，需要增大电路电流，减小电路电阻，减小滑动变阻器连入电路的阻值；
（5）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，根据欧姆定律求出灯泡额定电流的大约值并确定电流表的量程；
（6）灯丝电阻不变，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知灯泡实际功率与额定功率之间的关系，进一步根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小可知灯泡亮暗的变化；
（7）由图根据电流表量程和分度值读出灯泡正常发光时的电流，由P=UI计算灯炮的额定功率．

解答 解：
（1）与灯泡并联的②应该是电压表，如果是电流表，则灯泡被短路；串联在电路中的①电表应该为电流表，如果是电压表，则电路断路；
（2）2节干电池组成的电源电压为2×1.5V=3V＞2.5V，故额定电压为2.5V的小灯泡至少需要2节；
（3）在连接器材时，为保护电路，开关要断开，滑动变阻器应处于最大阻值处的b（或右）端；
（4）测灯泡的额定功率，灯泡需在额定电压下工作，灯泡电压要从1.2V增大到2.5V，电流要增大，电路总电阻要减小，滑动变阻器电阻要减小，滑片向a（或左）端移动．
（5）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程为0～3V；
灯泡额定电流约为$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A，故电流表的量程为0～0.6A；
（6）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，灯泡电阻不变，灯泡两端的实际电压大于额定电压时，实际功率大于额定功率，灯泡要比正常发光更亮一些．
（7）灯泡电压等于额定电压时灯泡正常发光，由图2可知，电流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，此时通过灯泡的电流为0.3A，所以灯炮的额定功率：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
故答案为：
（1）电流表；电压表；
（2）2；
（3）断开；b；
（4）a；
（5）0～0.6A；
（6）大；亮；
（7）0.75．

点评 本题考查了电表和滑动变阻器的正确使用、电表量程的选择、实验的注意事项等，关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小以及一节干电池的电压为1.5V．