Question

在做“测定小灯泡的电功率”实验时，选用的器材有：电压为3V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线等．图甲是没有连接完的实物电路．

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整．
（2）连好电路闭合开关，发现电压表指针偏转很小，其原因可能是：①______；②______．
（3）经适当调整后，闭合开关，移动滑片P 到某处，发现电压表的示数为 2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片 P 向______端滑动．
（4）通过移动滑片P，测得多组数据，绘制成U-I图象如图乙．据此可计算出小灯泡正常发光时，灯丝的电阻值是______Ω，滑动变阻器消耗的功率是______W（设电源电压保持不变）．
（5）若在实验器材中拿走电流表，补上电阻箱和单刀双掷开关，请设计一个测量小灯泡电功率的电路图并画在虚线框中．

Answer 1

解：（1）将灯泡、电流表串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，电路图如图甲所示；
故答案为：电路图如图甲所示．
（2）连好电路闭合开关，发现电压表指针偏转很小，其原因可能是：
①电压表量程太大；②滑动变阻器阻值太大；
故答案为：①电压表量程太大；②滑动变阻器阻值太大．
（3）电压表的示数为 2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片 P 向右端滑动；
故答案为：右．
（4）当灯泡电压等于其额定电压2.5V时，灯泡正常发光，由U-I图象知U=2.5V所对应的电流I=0.2A，灯丝的电阻值R===12.5Ω；由串联电路的特点知：滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U_灯=3V-2.5V=0.5V，滑动变阻器消耗的功率P=U_滑I=0.5V×0.2A=0.1W；
故答案为：12.5；0.1．
（5）将电阻箱与小灯泡并联，单刀双掷开关分别与两者相连，电压表与小灯泡及电阻箱并联，滑动变阻器、开关串联在电路中，电路图如图乙所示．
故答案为：电路图如图乙所示．
分析：（1）将灯泡、电流表串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，注意电流表量程的选择及正负接线柱不要接反；
（2）电压表测灯泡两端的电压，电压表指针偏转很小，示数很小，可能是电压表量程过大或滑动变阻器阻值太大电路电流太小造成的；
（3）电压表示数小于额定电压，要测小灯泡的额定功率，应移动滑动变阻器滑片使滑动变阻器接入电路阻值减小，电路电流增大，从而使灯泡电压增大，达到额定电压；
（4）由U-I图象找出灯泡的额定电压对应的电流，由欧姆定律求出此时灯泡的电阻；根据串联电路的特点求出此时滑动变阻器两端的电压，然后由P=UI求出滑动变阻器的功率；
（5）将电阻箱与小灯泡并联，单刀双掷开关分别与两者相连，电压表与小灯泡及电阻箱并联；先把单刀双掷开关打到小灯泡上，移动滑动变阻滑片，使电压表示数为额定电压值U，然后将单刀双掷开关打到电阻箱上，滑动变阻器滑片不动，调节电阻箱阻值，使电压表示数等于灯泡的额定电压值U，并记录电阻箱示数R，则小灯泡的电阻为R；据此画出电路图．
点评：本题考查了连接电路图、滑动变阻器的调节、电路原因分析、求电阻、求功率、电路设计，涉及的内容较多，是实验的常考内容，要掌握；解第（4）小题时，由图象找出电压所对应的电流值是解题的关键；最后一问，在用电压表测功率的实验中应用了等效替代法，要注意体会．