Question

1．在實(shí)驗(yàn)室里，小紅同學(xué)想用伏安法測(cè)定一額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率：（燈泡的電阻大約在7Ω-10Ω間）．
（1）請(qǐng)你畫出實(shí)驗(yàn)所需的電路圖．
（2）測(cè)量時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)恰好為2.5V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖所示，則小燈泡的額定功率為0.75W．
（3）小紅合理地連接好電路，并按正確的順序操作，閉合開關(guān)后燈不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，故障原因?yàn)椋篈．
A．可能燈絲斷了        B．可能是變阻器斷路
C．可能是小燈泡短路    D．可能是電流表斷路
（4）小紅在排除故障后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象及得到的數(shù)據(jù)填寫在了他所設(shè)計(jì)的記錄表中（見下表）

		1	2	3	4
U/N		1.0	1.5	2.0	2.5
I/A		0.2	0.22	0.26	0.30
P/W
亮度		暗→亮
功率的平均值

①請(qǐng)根據(jù)表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，當(dāng)電壓為2.0V時(shí)小燈泡的實(shí)際功率是0.65W．
②記錄表的設(shè)計(jì)存在一個(gè)不當(dāng)之處，請(qǐng)寫出：不應(yīng)設(shè)功率的平均值一欄．

Answer 1

分析 （1）伏安法測(cè)小燈泡額定功率時(shí)，需要利用電壓表測(cè)量燈泡兩端電壓，電流表測(cè)量燈泡的電流，利用滑動(dòng)變阻器保護(hù)電路和改變電路中的電流，據(jù)此設(shè)計(jì)電路圖；
（2）根據(jù)P=UI，要測(cè)量額定電功率，知道額定電壓下燈泡正常發(fā)光，即使電壓表示數(shù)恰好為燈泡的額定電壓，這時(shí)根據(jù)電流表的量程和分度值讀出示數(shù)，根據(jù)P=UI求出額定功率；
（3）串聯(lián)電路中短路的用電器不工作，兩端無電壓；斷路電路中無電流，斷開處的電壓為電源電壓，根據(jù)各項(xiàng)中的情況進(jìn)行分析；
（4））①在表格中找到燈泡額定電壓下的電流，根據(jù)P=UI計(jì)算額定功率；
②燈泡兩端電壓增大，電流增大，功率增大，計(jì)算功率平均值無意義．

解答 解：解：（1）伏安法測(cè)小燈泡額定功率時(shí)，滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表以及開關(guān)串聯(lián)連接，電壓表測(cè)量燈泡兩端電壓，根據(jù)燈泡的額定電壓；電路圖如下：

（2）為使燈泡在額定電壓正常發(fā)光，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)恰好為燈泡的額定電壓2.5V；
由題可知，燈泡的最大電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{7Ω}$≈0.36A，所以電流表使用的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以示數(shù)為0.3A，則P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（3）A、燈絲斷了，則電流表無示數(shù)，電壓表為電源電壓，所以A正確；
B、變阻器斷路，電路斷路，則電路中無電流，電壓表示數(shù)為零，所以B錯(cuò)誤；
C、小燈泡短路，則電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，所以C錯(cuò)誤；
D、電流表斷路，電路斷路，則電壓表也無示數(shù)，所以D錯(cuò)誤．
故選A；
（4）①由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)燈泡在2.0V時(shí)的電流為0.26A，
所以P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
②燈泡兩端電壓增大，電流增大，功率增大，設(shè)計(jì)功率的平均值無意義，是不恰當(dāng)?shù)�，�?yīng)該是燈泡功率．
故答案為：（1）見上圖；（2）滑動(dòng)變阻器的滑片；2.5；0.75；（3）A；（4）①0.65；②不應(yīng)設(shè)功率的平均值一欄．

點(diǎn)評(píng) 此題通過“測(cè)定小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)，考查了電路設(shè)計(jì)、電流表的讀數(shù)、故障分析和電功率的計(jì)算等，是一道綜合性題目．注意燈泡額定功率只有一個(gè)，不同電壓下功率不同，不能取平均值．