Question

在測定“小燈泡額定電功率”的實驗中，已知電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω，滑動變阻器標有“20Ω　1A”字樣．如圖是小亮同學沒有連接完的實物電路．
（1）請將實物電路連接完整（要求：滑動變阻器的滑片向右移動時小燈變亮）．
（2）實驗中，小亮同學連接好電路后，閉合開關，移動滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，且電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障的原因可能是________．
（3）故障排除后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片到某一點，電壓表的示數(shù)如圖所示，為________V，要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向________端滑動（選填“左”或“右”）．
（4）當小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖所示，則小燈泡的額定功率是________W．
（5）若電源電壓約為6V左右，電流表已損壞，再增加一個開關和一個已知電阻R，利用現(xiàn)有器材測出小燈泡的額定功率（電路只連一次，并考慮燈絲電阻受溫度影響）．根據(jù)要求在虛線框內(nèi)畫出合適的電路圖．

Answer 1

解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，則燈泡的額定電流為=0.25A＜0.6A，所以電流表選0～0.6A的量程，且與燈泡串聯(lián)，注意電流從正接線柱流入負接線柱流出；滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中．連接如下圖所示：

（2）燈泡不亮、電流表無示數(shù)說明電路斷路，電壓表有示數(shù)說明燈泡二接線柱之間斷路．
（3）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，燈泡兩端的電壓為2.2V，為測額定功率，燈兩端電壓應為2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點可知滑動變阻器分得的電壓減小，接入電路的電阻減小，應向右移動滑片．
（4）當燈泡兩端的電壓為2.5V時，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以通過燈泡的電流為0.24A，
燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
（5）定值電阻R、燈泡L、滑動變阻器串聯(lián)，電壓表和開關的連接如圖所示：
閉合開關S₁、斷開S₂，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表的示數(shù)為2.5V；
然后保持滑動變阻器接入電路的阻值不變，閉合開關S₂，斷開S₁，測出定值電阻兩端的電壓；
根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點求出電路中的電流，即為燈泡的額定電流，利用P=UI求出燈泡的額定功率．

故答案為：（1）連接如上圖所示；（2）燈泡二接線柱之間斷路；（3）2.2；右；（4）0.6；（5）如上圖所示．
分析：（1）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的額定電流確定電流表的量程且與燈泡串聯(lián)，連接時注意正負接線柱的連接；滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中．
（2）燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路，電流表無示數(shù)說明電路斷路，電壓表有示數(shù)說明電壓表并聯(lián)的部分斷路．
（3）由燈泡燈泡的額定電壓可知電壓表的量程并讀出其大小，為使電壓增加為2.5V，電阻的分壓特點可知滑動變阻器接入電路電阻的變化，進一步確定滑片的移動方向．
（4）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出燈泡的額定電流，利用P=UI求出額定功率．
（5）沒有電流表，利用電壓表和定值電阻，一般設計成串聯(lián)電路；先用電壓表測出電源的電壓，再調(diào)節(jié)滑動變阻器使燈泡正常工作時，測出定值電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出通過定值電阻的電流，即為通過燈泡的額定電流，根據(jù)P=UI即可求出燈泡的額定功率．
點評：本題考查了電流表量程的選擇和連接以及讀數(shù)、電壓表的讀數(shù)、滑動變阻器的連接和使用、電路故障的判斷等，這些知識點是伏安法測功率中最常見的內(nèi)容，也是常考的內(nèi)容；難點是無電流表時利用串聯(lián)電路的特點測燈泡額定功率電路圖的設計．