题目内容

4．小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡（小灯泡的额定功率小于1W）、滑动变阻器（50Ω 1A）、以及符合实验要求的电表、开关和导线．如图（甲）是小亮同学没有连接完整的电路．
（1）本实验的实验原理是P=UI．
（2）请你用笔画线代替导线，将图（甲）所示的电路连接完整．
（3）小亮同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是灯断路（或灯座接触不良）（写出一种即可）．
（4）小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率时，应将滑片P向B端移动（选填“A”或“B“）．当小灯泡正常发光时，电流表示数如图（乙）所示，则小灯泡的额定功率是0.5W，此时小灯泡的电阻是12.5Ω．该实验中滑动变阻器除了保护电路外还有改变灯的电压和通过灯的电流的作用．
（5）实验过程中，小敏同学闭合开关，电流表指针反偏，请分析其原因：电流表正负接线柱接反了

分析 （1）实验的实验原理是P=UI；
（2）根据P=UI求灯的额定电流大小范围，确定电流表的量程，并与灯串联；
（3）移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的灯之外的电路是连通的，与电压表并联的灯所在支路可能断路了；
（4）灯在额定电压下正常发光，比较灯的实际电压与额定电压的关系，根据串联电路电压的规律和分压原理确定滑片移动的方向；
由图乙电流表小量程读数，由P=UI计算灯的额定功率，由欧姆定律计算电阻的大小；根据实验目的分析变阻器的作用．

解答 解：（1）本实验的实验原理是P=UI；
（2）额定电压为2.5V的小灯泡，灯泡的额定功率小于1W，根据P=UI，灯的额定电流小于：
IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，电压表选用小量程与灯串联，如下所示：

（3）经分析，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是灯断路（或灯座接触不良）．
（4）灯在额定电压下正常发光，小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表的示数为2.2V，小于灯的额定电压，应增大灯的电压，由串联电路电压的规律，要减小变阻器的电压，根据分压原理，要减小变阻器连入电路中的电阻大小，这时应调节滑动变阻器的滑片向B端移动，使电压表的示数为3.8V，灯泡正常发光，电流表的示数如图所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，其示数为0.2A，小灯泡的额定功率是：
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W，由欧姆定律，灯的电阻：
R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
本实验中要研究灯在不同功率下的亮度，故要测量不同的功率，所以，要通过变阻器改变灯的电压和通过的电流；
（5）实验过程中，小敏同学闭合开关，电流表指针反偏，说明电流从电流表负接线柱流入了，即电流表正负接线柱接反了．
故答案为：（1）P=UI；（2）如上所示；（3）灯断路（或灯座接触不良）；（4）B；0.5；12.5；还有改变灯的电压和通过灯的电流的作用；（5）电流表正负接线柱接反了．

点评 本题小灯泡的额定电功率，考查实验原理、器材的选择、故障分析、操作过程、功率及电阻的计算、变阻器的作用及实验注意事项．

练习册系列答案
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