Question

13．在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线，要求能测出尽可能多组数据．如图甲是没有连接完成的实物电路．（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；
（2）连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因是灯泡损坏（各导线均完好）
（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向右端滑动（选填“左”或“右”）
（4）通过移动滑片P，分别记下多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图乙所示的U-I图线，根据U-I图线提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W
（5）现将该灯泡接入如图丙所示的电路，电源电势E=3V，内阻不计，定值电阻R=10Ω，此时灯泡的实际功率为0.225W．

Answer 1

分析 （1）要“描绘小灯泡的伏安特性曲线”则滑动变阻器要采用分压接法；从而可以连好电路图；
（2）电流表几乎不偏转，则说明出现断路，而电压表有示数，则说明电压表两侧的电路完好无损；
（3）分压接法中要增大小灯泡两端的电压，则要增大与小灯泡并联的部分电阻；
（4）根据图象直接得出额定电压所对应的电流从而算出小灯泡的额定功率；
（5）在灯泡伏安特性曲线图中作出电源的伏安特性曲线，两图象的交点为灯泡的工作点，则可知电压和电流；由P=UI可求得实际功率、

解答 解：（1）要“描绘小灯泡的伏安特性曲线”则电压要从0开始连续可调，故滑动变阻器要采用分压接法，由于小灯泡为小电阻故电流表要采用外接法，实物图连接如图所示；
（2）电流表几乎不偏转，则说明出现断路，而电压表有示数，说明电压表能和电源连接；故只能是与电压表并联的灯泡损坏；
（3）小灯泡的额定电压为2.5V，而此时电压表的示数为2.2V，故要增大小灯泡两端的电压，则应该增大滑片P和左端之间的电阻，故应将滑片P向右端滑动；
（4）由图可知当小灯泡两端的电压为小灯泡的额定电压2.5V时，电流表的示数为0.2A，故小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5×0.2=0.5W；
（5）将定值电阻等效为电源内阻，则相当于灯泡接在电动势为3V，内阻为10Ω的电源两端，在U-I图中作出电源的伏安特性曲线，则两图象的交点为灯泡的实际工作点；由图可知，电压为1.5V，电流为0.15A；则功率为：P=1.5×0.15=0.225W；

故答案为：（1）连线如图；（2）灯泡损坏；（3）右；（4）0.5；（5）0.225．

点评 本题考查了故障的分析、电流表、滑动变阻器的连接，实物图的连接，功率的计算，图象的理解和运用等内容，综合性较大；但只要能明确实验原理，根据题意逐个小题进行分析，能正确应用图象分析问题，此题可以顺利解决．