Question

現有下列器材：兩節干電池、電流表（0～0.6A；0～3A）、電壓表（0～3V；0～15V）、滑動變阻器（10Ω　1.5A）、開關各一個，導線若干．請你用這些器材測量一個小燈泡（額定電壓2.5V，額定功率小于1W）的額定功率和正常工作時的電流．
（1）按本實驗要求，用筆畫線代替導線將圖（甲） 中的器材連成實物電路（注意電表的量程的選擇）
（2）閉合開關后，發現電壓表的示數小于其額定電壓，為了使燈泡正常發光應調節滑動變阻器的滑片P向______（填左或右）移動，使電壓表示數為______V，這時電流表的示數如圖（乙）所示，則這時的電流是______A．
（3）根據實驗數據可測得小燈泡的額定功率為______W，正常工作時的電阻是______Ω．
（4）當燈泡正常發光時，滑動變阻器消耗的電功率為0.484W，則燈泡的額定功率是______W．
（5）若某同學在連接實物電路時發生錯誤，實驗時，發現無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電流表和電壓表的和示數都不變，且燈泡發光較暗，則錯誤的原因是______．

Answer 1

解：（1）燈泡額定電壓是2.5V，電壓表選0～3V量程，燈泡額定功率小于1W，
∵P=UI，∴燈泡正常發光時的電流小于I===0.4A，電流表選0～0.6A量程；伏安法測燈泡功率及電流的實物電路圖如圖所示．
（2）電壓表的示數小于其額定電壓，由電路圖可知，向右移動滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，減小滑動變阻器分壓，使燈泡兩端電壓變大，當電壓表示數等于燈泡額定電壓2.5V時，燈泡正常發光；電流表量程是0～0.6A，由圖乙所示電流表可知，電流表分度值是0.02A，電流表示數是0.26A．
（3）燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
∵I=，∴正常工作時的電阻R==≈9.6Ω．
（4）電源由兩節干電池組成，電源電壓U=1.5V×2=3V，
燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=3V-2.5V=0.5V，
∵P=UI，∴此時電路電流I===0.968A，燈泡額定功率P_L=U_LI=2.5V×0.968A=2.42W．
（5）滑動變阻器同時接下面兩個接線柱時，滑動變阻器被接成定值電阻，移動滑片電路電阻及電流不變，
電壓表與電流表示數都不變，由于此時電路阻值較大，電路電流很小，燈泡實際功率較小，燈泡較暗．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）右；2.5；0.26；（3）0.65；9.6；
（4）2.42；（5）滑動變阻器同時接下面兩個接線柱．
分析：（1）根據燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據燈泡正常發光時的電流，確定電流表量程，把電源、電流表、滑動變阻器、燈泡開關串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端即完成電路連接，連接電路時，注意電表正負接線柱不要接反．
（2）電壓表示數小于燈泡額定電壓，為使燈泡正常發光，應減小滑動變阻器接入電路的阻值，根據電路圖確定滑片的移動方向；當電壓表示數等于燈泡額定電壓時，燈泡正常發光；由圖乙所示電流表確定電流表量程與分度值，讀出電流表示數；
（3）已知燈泡額定電壓與燈泡正常工作時的電流，
由P=UI可以求出燈泡的額定功率，由歐姆定律可以求出燈泡正常工作時的電阻．
（4）由串聯電路特點求出燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端的電壓，
由電功率公式P=UI的變形公式求出電路電流，然后由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率．
（5）滑動變阻器同時接下面兩個接線柱時，滑動變阻器被接成定值電阻，
移動滑片電路電阻及電流不變，電路電流較小，燈泡較暗．
點評：本題考查了連接實物電路圖、電表讀數、求功率、求電阻、實驗現象分析等問題，是電學實驗的常考問題，一定要掌握；連接電路圖時，要注意電表量程的選擇，注意電表正負接線柱不要接反，注意滑動變阻器的接法；對電表讀數，應先確定電表量程與分度值，然后再讀數，讀數時，視線要與電表刻度線垂直．