Question

【題目】在“測量小燈泡的電功率”實驗中，小明連接了如圖甲所示的電路．已知小燈泡標有“2.5V”字樣，電源由4節新干電池組成，燈泡電阻約為10Ω，滑動變阻器甲的規格“10Ω 1A”、乙的規格“50Ω 0.5A”．

（1）請幫小明將電路補充完整（導線不能交叉）．
（2）連接電路時，開關應處于狀態．滑動變阻器應選擇（填“甲”或“乙”）．
（3）正確連接電路，進行實驗，當燈泡兩端電壓為2.5V時，電流表的指針位置如圖乙所示，則電流表的示數為A，則小燈泡的額定功率為W．
（4）實驗要求改變小燈泡兩端的電壓進行多次測量，這樣做是為了 ．
（5）在評估與交流環節，其他小組提出如下問題，請你幫助解決．
①若將電路連接好后，閉合開關，發現小燈泡發光很暗，電流表、電壓表有示數，任意移動變阻器滑片，小燈泡亮度不變，兩表示數均不變，則故障原因是： ．
②為了比較發光二極管和小燈泡哪個更節能，某小組同學有一個發光二極管替換電路中的小燈泡，進一步測量發光二極管的電功率．閉合開關后，無論怎樣調節滑動變阻器的滑片，發現此二極管都不發光，且電流表無示數，電壓表有示數，經檢查整個電路連接及元件均完好，則故障原因是： ．

Answer 1

【答案】
（1）解：電流表、滑動變阻器與燈泡應串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端，如圖：

（2）斷開；乙
（3）0.34；0.85
（4）測量不同電壓下小燈泡的實際功率
（5）滑動變阻器同時將下面的兩個接線柱接入電路；二極管正負接線柱接反了
【解析】解： （2）為保護電路，連接電路時，開關應斷開；燈泡正常工作時的電流：I= = =0.25A；
每節干電池電壓是1.5V，則電源電壓U=4×1.5V=6V，
根據串聯電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可得：
滑動變阻器兩端的電壓U滑=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V，
由I= 得滑動變阻器接入電路的阻值：R滑= = =14Ω，故滑動變阻器選乙；（3）由圖乙所示電流表可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數是0.34A；
小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.34A=0.85W．（4）實驗要求改變小燈泡兩端的電壓進行多次測量，這樣做的目的是為了測量不同電壓下小燈泡的實際功率．（5）①閉合開關后，發現小燈泡的亮度很暗，說明電路電阻太大，電流太小；且無論如何移動滑動變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數均不變，其原因是滑動變阻器同時將下面的兩個接線柱接入電路；②電流表無示數，說明電路斷路；電壓表有示數，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，因此電路故障為二極管正負接線柱接反了．
所以答案是：（1）電路圖如圖所示；（2）斷開；乙；（3）0.34；0.85；（4）測量不同電壓下小燈泡的實際功率；（5）①滑動變阻器同時將下面的兩個接線柱接入電路；②二極管正負接線柱接反了．