Question

15．劉星在進行“測量小電燈的功率”的實驗時，實驗臺上給他提供的器材有：6V蓄電池、電流表（0～0.6A、0～3A）、電壓表（0～3V、0～15V）、滑動變阻器（50Ω、1.5A）、額定電壓為2.5V的小電燈（正常發(fā)光時的電阻約為7Ω）、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干．
（1）在實驗中電流表應(yīng)該選擇0～0.6A 的量程，電壓表應(yīng)該選擇0～3V 的量程．

次數(shù)	電壓/V	電流/A
1	1.5	0.17
2	2.0	0.18
3	2.5	1.00
4	3.0	0.23

（2）他連接的實物電路如所示，閉合開關(guān)前應(yīng)把滑動變阻器滑片的位置調(diào)到C（填“C”或“D”）端．
（3）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡始終不發(fā)光，電流表的示數(shù)為零，電壓表的指針迅速越過最右側(cè)的刻度線，產(chǎn)生此故障的原因可能是下列情況中的B或C．（填序號）
A．小電燈短路        B．小電燈的燈絲斷了      C．小電燈的燈座接觸不良
D．電壓表的正、負接線柱接反     E．變阻器滑片放在了最小阻值處
（4）排除故障后，調(diào)節(jié)滑動變阻器測得如表所示的四組數(shù)據(jù)．表中有一個明顯的錯誤數(shù)據(jù)，請找出錯誤數(shù)據(jù)1.00；分析產(chǎn)生的原因：讀錯了量程．
（5）小超發(fā)現(xiàn)，由表中數(shù)據(jù)計算可知：小電燈亮度不同時燈絲的電阻不相等．你認為造成這種結(jié)果的原因是燈絲電阻受溫度影響．燈泡正常發(fā)光時的電阻為12.5Ω．
（6）調(diào)節(jié)滑片P的位置，使電燈正常發(fā)光，這時燈泡的額定功率是0.5W．
（7）小強同學(xué)在實驗中連接好電路的最后一根導(dǎo)線，燈泡接著發(fā)出耀眼的光，你認為小強在連接電路時所犯的錯誤是連接電路時沒有斷開開關(guān)和滑動變阻器的滑片沒有移到最大阻值處．
（8）小華在連接好電路開始實驗時發(fā)現(xiàn)，開關(guān)閉合后電流表電壓表均有示數(shù)，可小燈泡不亮，小華應(yīng)進行的操作是移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時的電流確定電流表量程．
（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值，根據(jù)電路圖確定滑片的位置．
（3）閉合開關(guān)后，小明發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表的示數(shù)為零，電壓表的示數(shù)超過3V，說明問題出在電壓表兩接線柱之間的電路，短路不對（這樣電壓表示數(shù)為0），只能是開路．
（4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)與其它數(shù)據(jù)的差別可知，讀數(shù)時，電流表的量程讀取錯誤；
（5）燈絲電阻隨溫度的升高而增大；
（6）根據(jù)公式P=UI計算出燈泡的額定功率；
（7）連接好最后一根導(dǎo)線還沒閉合開關(guān)燈泡就發(fā)光，說明開關(guān)在連接電路之前是閉合的，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光說明電路電流很大，故滑動變阻器的阻值沒有調(diào)到最大阻值處．
（8）電路電阻太大，電路電流很小，燈泡實際功率很小時，燈泡不發(fā)光，可以移動滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，看燈泡是否發(fā)光．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓是2.5V，則電壓表選0～3V量程，
燈泡正常發(fā)光時的電流約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{7Ω}$≈0.36A，則電流表選0～0.6A量程．
（2）由實物圖可知，當(dāng)滑片在C端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，因此閉合開關(guān)前滑片應(yīng)移到C端．
（3）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡始終不發(fā)光，電流表的示數(shù)為零，說明電路出現(xiàn)了斷路；電壓表的示數(shù)超過3V，說明電壓表的兩個接線柱與電源的正負極是接通的，故產(chǎn)生此故障的原因是電壓表兩接線柱之間的電路斷路，B、C選項正確．
（4）由數(shù)據(jù)知，第3次實驗，電流表的示數(shù)明顯增大，可知該次數(shù)據(jù)錯誤，根據(jù)與其它電流值關(guān)系，大約5倍關(guān)系，可能是電流表量程讀取錯誤；
（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，小燈泡的亮度不同時，燈絲的溫度不同，造成其電阻不同；電流表的量程為0-0.6A，電流表的示數(shù)為0.2A；由表格中數(shù)據(jù)知，燈泡中正常發(fā)光時的電阻應(yīng)為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
（6）燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（7）連好電路，沒閉合開關(guān)燈泡就發(fā)光，說明開關(guān)之前是閉合的，這是錯誤操作．燈泡發(fā)出耀眼的光，說明電流很大，這是滑動變阻器沒有調(diào)到最大阻值造成的，這也是不允許的．
（8）閉合開關(guān)后，電流表、電壓表均有示數(shù)，燈泡不亮可能是由于電路電阻太大，電路電流太小，燈泡實際功率太小造成的，可以移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光．
故答案為：（1）0～0.6A；0～3V；（2）C；（3）B；C；（4）1.00；讀錯了量程；（5）燈絲電阻受溫度影響；12.5Ω；（6）0.5；（7）連接電路時沒有斷開開關(guān)；滑動變阻器的滑片沒有移到最大阻值處；（8）移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光．

點評 本題考查了測電功率實驗時電表量程的選擇、實物電路的連接、額定功率的計算、電路故障的判斷、燈泡電阻與溫度的關(guān)系等；只有當(dāng)燈泡兩端的實際電壓等于其額定電壓時，燈泡才會正常發(fā)光，額定功率等于其實際功率．