Question

19．在測定“小燈泡額定電功率”的實驗中，電源電壓為 4.5V 且保持不變，小燈泡額定電壓為 2.5V，電阻約為 10Ω．
（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖1中的實物電路連接完整．
（2）當小明同學按要求將電路正確連接后，閉合開關(guān)，移動變阻器滑片 P 到某一點時，電流表（如圖2甲所示）為0.2A，電壓表示數(shù)（如圖2乙所示）為2V．若他想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖中變阻器滑片 P 向B（填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為 2.5V．
（3）若開關(guān)閉合后，小燈泡不亮，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)接近3V，則原因可能是燈泡斷路．
（4）若開關(guān)閉合后，電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零，則原因可能是燈泡短路．
（5）小明同學移動滑片 P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成如圖2丙所示的 I-U 圖象，根據(jù)圖象信息，可計算出小燈泡的額定電功率是0.5W．

Answer 1

分析 （1）在連接電路的過程中，應(yīng)注意電流表、電壓表量程的選擇和電流方向，滑動變阻器要采用“一上一下”的接法．
（2）讀取電流表和電壓表示數(shù)時，要注意電流表、電壓表選擇的量程和對應(yīng)的分度值；
已知燈泡兩端電壓和通過的電流，利用P=UI能夠得到消耗的功率；
在串聯(lián)電路中導(dǎo)體兩端電壓與其阻值成正比，燈泡兩端電壓要達到額定電壓，可以改變滑動變阻器接入電路的阻值來實現(xiàn)．
（3）電流表無示數(shù)，電路斷路，
如果燈泡斷路，電壓表串聯(lián)在電路中，測電源電壓．
如果燈泡以外電路斷路，燈泡中無電流，電壓表無示數(shù)．
（4）電流表有示數(shù)，電路通路，電壓表無示數(shù)有兩種可能：燈泡短路、電壓表部分斷路．在測量燈泡功率時，要調(diào)節(jié)燈泡兩端電壓，電壓表應(yīng)該與燈泡并聯(lián)．
（5）由圖示圖象求出燈泡額定電壓對應(yīng)的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率．

解答 解：（1）因為電源電壓由兩節(jié)干電池提供，所以電壓表選擇0～3V量程；
已知燈泡額定電壓U=2.5V和電阻值R=10Ω，可以得到燈泡正常發(fā)光時的電流為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表選擇0～0.6A量程；
電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)．
（2）由圖知電流表選擇的是0～0.6A量程，此時燈泡的工作電流為I=0.2A；電壓表選擇的0～3V量程，燈泡兩端電壓為U=2V；
燈泡的功率為P=UI=2V×0.2A=0.4W；
要使燈泡兩端電壓由2V增大到2.5V，可以使滑動變阻器兩端電壓降低，因為串聯(lián)電路導(dǎo)體兩端電壓與其阻值成正比，要降低滑動變阻器兩端電壓，就要減小變阻器接入電路的電阻減小，所以滑片應(yīng)向B端調(diào)節(jié)．
（3）燈泡不亮，電流表示數(shù)為0，電路有斷路的地方，電壓表串聯(lián)在電路中電壓表有示數(shù)，則燈泡斷路．
（4）電流表有示數(shù)，電路通路，電壓表示數(shù)為0，說明燈泡短路．
（5）由圖丙所示的I-U關(guān)系圖線可知，燈泡額定電壓2.5V對應(yīng)的電流為0.2A，小燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：（1）如上圖；（2）0.2；2；B；（3）電路斷路．（4）燈泡短路．（5）0.5．

點評 本題考查測量小燈泡的額定功率實驗，考查了連接電路過程中需注意的問題，電流表的讀數(shù)及功率的計算，同時考查了在沒有電壓表時測量電功率的方法以及比較燈泡實際功率大小，有一定的難度．