Question

12．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡标有“2.5V”字样，电源由两节新干电池组成，灯泡电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“20Ω，1A”字样．
（1）小芳设计的实验电路图如图甲所示，按照电路图连接的实物图如图乙所示，图乙中有一处明显错误是电压表与滑动变阻器并联

实验次数	灯泡两端的电压（V）	通过灯泡的电流（A）	灯泡的亮度	灯泡的功率（W）	灯泡的平均功率（W）
1	3	0.28	较亮	0.84	？
2	2.5	？	正常发光	？
3	2	0.22	较暗	0.44

（2）改正错误后，经检查电路连接无误．实验过程中，当灯泡两端电压为2.5V时，电流表的指针位置如图丙所示，则电流表的示数为0.24A．
（3）本实验测得小灯泡的额定功率为0.6W．
（4）通过分析表格中数据以及实验现象可知，灯泡的亮度是由实际功率决定的．
（5）小芳设计的表格中有一处不妥，请帮助她指出来灯泡的平均功率．
（6）如果实验中发现灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表示数接近电源电压，可能出现的故障是小灯泡断路．

Answer 1

分析 （1）要测量小灯泡的额定功率，必须使两端电压等于额定电压，两端电压高低用电压表测量，所以电压表应该与灯泡并联；
（2）读取电流表示数时，先要明确电流表选择的量程和对应的分度值，读数时视线与刻度盘垂直；
（3）已知灯泡额定电压和正常工作的电流，利用公式P=UI得到额定功率；
（4）将发光亮度变化与实际功率大小比较就能得到结论；
（5）在不同电压下工作，灯泡的电功率是不一样的，所以不能求平均值．故表格中设计的灯泡的平均功率是错误的；
（6）灯泡不亮，说明没有电流通过灯泡；电流表几乎无示数，说明电路电流特别小；电压表示数接近电源电压，说明与电压表串联的其它元件是通路．

解答 解：
（1）要测量灯泡的额定功率，需要灯泡两端达到额定电压，电压高低用电压表测量．因此电压表要与灯泡并联，而不是与滑动变阻器并联．
（2）由图知，电流表选择的是0～0.6A量程，对应的分度值为0.02A，此时电流表的示数为I=0.24A．
（3）灯泡的额定功率为P_额=U_额I=2.5V×0.24A=0.6W．
（4）分析实验数据与灯泡亮度知，实际功率越大，灯泡越亮；实际功率越小，灯泡越暗．所以灯泡亮度决定于实际功率．
（5）表格中设计灯泡的平均功率是错误的．因为小灯泡的实际电功率为P=UI，灯泡两端电压U改变，通过灯丝的电流改变，则灯泡实际功率也随之改变，所以设计的灯泡的平均电功率是错误的，没有意义的．
（6）灯泡不亮，说明没有电流通过，原因有两个：断路或短路．如果是短路，电路电阻较小，电流表示数应较大；同时电压表相当于与导线并联不会有示数．所以不可能是短路，只能是断路．
故答案为：（1）电压表与滑动变阻器并联；（2）0.24；（3）0.6；（4）实际功率；（5）灯泡的平均功率；（6）小灯泡断路．

点评 电功率和伏安法测电阻是电学最主要的实验．此题考查了实物图的连接，电流表的读数、电功率的计算，灯泡亮度与实际功率的关系、对测量结果的处理以及电路故障的分析，综合性较强，有一定的难度．