Question

在“測定小燈泡功率”的實驗中，被測小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω．實驗室有如下器材：
A．電源E（電壓為6V）           B．電流表A（0～0.6A，0～3A）
C．電壓表V（0～3V，0～15V）    D．滑動變阻器R₁（10Ω，0.3A）
E．滑動變阻器R2（50Ω，0.5A）    F．開關S，導線若干

（1）在檢查儀器時，發現電流表未接入電路時指針如圖甲所示，則應對電流表進行

 

．實驗應該選用的滑動變阻器的規格是

 

（選填器材代號“D”、“E”）．
（2）圖乙是未連接好的電路，請在圖上用筆畫線代替導線連接好電路．
（3）電路正確連接后，閉合開關，小燈泡不發光，電流表有示數，電壓表幾乎沒有示數，出現這一故障的原因可能是小燈泡

 

．
（4）排除故障后，調節滑動變阻器滑片到某一位置，電壓表的示數如圖丙所示，此時燈泡兩端電壓為

 

V．移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成圖丁所示的I-U圖象，根據圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是

 

W．I-U圖象不是直線的原因是

 

．
（5）實驗中若不慎將電壓表和電流表互換了位置，則小燈泡將

 

（填“不亮”、“很亮”、“正常發光”或“燒毀”）．

Answer 1

分析：（1）實驗前，要看電表的指針是否指零刻度，不在零刻度要進行調零．
選擇滑動變阻器的規格，要從電路需要滑動變阻器的最大電阻和電路通過的最大電流考慮：
滑動變阻器的最大阻值要稍大于電路需要滑動變阻器的最大阻值．
滑動變阻器允許通過的最大電流大于電路最大電流．
（2）將電壓表與燈泡并聯，電流表與燈泡串聯，選擇合適的量程；
（3）小燈泡幾乎不發光，可能是斷路或短路，斷路兩端電壓約等于電源電壓；短路兩端電壓為零，根據電流表和電壓表的情況判斷出具體情況；
（4）電流表和電壓表讀數：首先確定使用的量程，然后確定每一個大格和每一個小格代表的示數．
在圖象上找到燈泡2.5V下的電流，根據P=UI計算額定功率．
燈絲的電阻受溫度影響很大，隨溫度的升高而增大；
（5）若將電壓表串聯在電路中，則情況類似于斷路，電壓表示數約等于電源電壓，小燈泡將不發光，電路中幾乎無電流．

解答：解：（1）由圖甲知，在測量前電流表的指針未指零，則應對電流表進行調零．
燈泡正常工作時電流為I_L=

U

R

=

2.5V

10Ω

=0.25A．
測定燈泡功率的實驗中，燈泡與滑動變阻器串聯，根據串聯電路電壓特點得，燈泡正常工作時，
滑動變阻器電壓為：U'=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑動變阻器電阻為：R'=

U′

I

=

3.5V

0.25A

=14Ω．
滑動變阻器最大電阻稍大于電路需要的滑動變阻器電阻，“10Ω  0.5A”電阻太小，“50Ω  0.5A”的滑動變阻器電阻和電流都合適，應選擇E．
（2）電壓表與燈泡并聯，燈泡的額定電壓為2.5V，可選擇0～3V的量程；
電流表與燈泡串聯，由（1）知，電路中的電流大約為0.25A，所以可選擇0～0.6A的量程，電路如圖所示：
；
（3）閉合開關，小燈泡不發光，電流表有示數，電壓表幾乎沒有示數，說明燈泡兩端無電壓，可能是小燈泡短路；
（4）電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，由圖知，其示數為1.8V；
由圖象知，燈泡在2.5V下的電流為0.25A，
所以P_額=U_額I_額=2.5V×0.25A=0.625W．
圖線不是直線，說明燈絲的電阻發生了變化，是由于燈絲的電壓增大，溫度升高，電阻增大．
（5）將電壓表和電流表互換了位置，電壓表串聯在電路中，相當于斷路，則小燈泡將不亮．
故答案為：（1）校零；E；（2）見上圖；（3）短路；（4）1.8；0.625；小燈泡的電阻隨著溫度的變化而變化；（5）不亮．

點評：本題的重點、難點在于電壓表、電流表量程的選擇和滑動變阻器規格的選擇：
電壓表的量程由燈泡的額定電壓來判斷；
電流表的量程由燈泡的額定電流大約值來判斷；                      
滑動變阻器要考慮滑動變阻器的電阻和電流，滑動變阻器的電阻在電路是否夠用，但又不能太大；滑動變阻器允許通過的電流大于電路最大電流．