Question

13．在测额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约为10Ω）功率的实验中，老师给小明提供了以下器材：电流表（0-0.6A   0-3A）、电压表（0-3V  0-15V）、开关、电源电压为6V的电源和滑动变阻器各一个，导线若干．
（1）小明根据电路图甲将各元件连接成如图乙所示的电路，在图乙中有两个元件的连接明显错误，如果不纠正，在实验过程中会出现的故障现象是调节滑动变阻器无法改变灯泡的亮度和电流表指针反转．

（2）小明纠正电路中的错误后，移动滑动变阻器，使小灯泡发光，此时电流表和电压表的示数如图丙、丁所示，则通过小灯泡的电流是0.2A，此时小灯泡的电阻是7.5Ω，

接入电路的滑动变阻器的阻值是22.5Ω．
（3）小明重新移动滑动变阻器多次测量通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压，画出了通过小灯泡的电流随两端电压变化的图象，如图戊所示，则小灯泡的额定功率是0.625W．

Answer 1

分析 （1）实物连接图中找错误之处，主要从电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用上考虑：
（2）读出电压表和电流表的示数，根据I=$\frac{U}{R}$计算灯泡电阻，根据串联电路特点和I=$\frac{U}{R}$计算此时变阻器连入阻值．
（3）从图象上找到灯泡在2.5V下的电流，知道电压和电流，根据P=UI计算额定功率．

解答 解：
（1）主要从电压表、电流表、滑动变阻器三个元件分析：
灯泡额定电压2.5V，电压表选择0～3V量程，电压表并联在灯泡两端；
灯泡电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，电流表选择0～0.6A量程，串联在电路中，电流从电压表和电流表正接线柱流入，从负接线柱流出；
滑动变阻器选择一上一下两个接线柱串联在电路中．
所以，有明显错误的是滑动变阻器和电流表，滑动变阻器都接下面两个接线柱相当于一个定值电阻，无法改变灯泡的亮度；电流从电流表的负接线柱流入，从正接线柱流出，这样电流表指针反转．
（2）由图丙，电流表选择0～0.6A量程，分度值0.2A，此时通过灯泡的电流为0.2A，
由图丁，电压表选择0～3V量程，分度值0.1V，此时灯泡两端电压为1.5V．
由I=$\frac{U}{R}$，
此时小灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.2A}$=7.5Ω；
此时变阻器连入电路的电阻R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V-1.5V}{0.2A}$=22.5Ω．
（3）从图象可知，灯泡在2.5V时的电流为0.25A，
所以P_额=U_额I_额=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案为：
（1）调节滑动变阻器无法改变灯泡的亮度；电流表指针反转；（2）0.2；7.5；22.5；（3）0.625．

点评 本题考查了探究灯泡额定功率的实验，涉及到了电路连接时注意的事项、电路故障的判断、电表的读数、欧姆定律和电功率的计算等，关键是知道额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，要能从图象中获得有用信息．