Question

16．小明在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．

（1）如图甲所示是他连接的实验电路，其中有一根导线连接错误．请你在错误的导线上画打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连接，要求电压表测量小灯泡两端电压．
（2）小明按照图甲电路图连接好最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光，检查后发现连线正确，请你找出实验中操作不当之处：连接电路时开关没有断开（闭合开关前，没有将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处）（答出一点即可）．
（3）排除故障后，继续实验，并根据实验数据画出如图乙所示的I-U图象，计算出小灯泡的额定功率是0.625W．
（4）如果把小灯泡换成定值电阻，该实验装置还可以用来进行的实验是：探究电流与电压的关系（测量定值电阻的阻值）（答出一点即可），滑动变阻器在这个实验中除了保护电路外还起到改变电阻两端的电压（改变定值电阻两端的电压和通过的电流进行多次实验）作用．

Answer 1

分析 （1）实物连接图中找错误之处，主要从电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用上考虑：
从电流表、电压表的量程、连接方式、正负接线柱的接入方法上考虑；从滑动变阻器接线柱的选择考虑；
（2）为保证电路安全，连接电路时开关要断开，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值；
连接电路的最后一根导线时，灯立即发出明亮的光，可以从开关与滑动变阻器两方面分析原因；
（3）由I-U图象找出灯泡额定电压对应的电流，然后由P=UI求出灯泡功率；
（4）电流同时跟电阻和电压有关，灯泡换成定值电阻，电阻一定，可以探究电流跟电压的关系；伏安法测电阻．

解答 解：（1）由图甲可知，滑动变阻器与灯泡并联错误．
如果电流从电流表出来，先与灯泡串联，再与滑动变阻器串联，最后到电源的负极，只移动一根导线的情况下，会造成电压表测滑动变阻器两端电压，不合题意．
如果电流从电流表出来，先经过滑动变阻器，再经灯泡到电源的负极，只改变一根导线，电压表测灯泡电压，符合题意，如图所示：

（2）①连接电路时，将最后一根导线接好后，就看到灯泡发光，说明连接电路时，开关没有断开；
②灯泡比正常发光时要亮，说明闭合开关前，没有将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处．
（3）由图象可知，灯泡额定电压U=2.5V时，所对应的电流I=0.25A，
则小灯泡额定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
（4）小灯泡换成定值电阻，能保持电阻不变，通过改变电压来改变电流能探究电流跟电压的关系；
此外，还可以用伏安法测量定值电阻的阻值；
滑动变阻器在这两个实验中除了保护电路外还起到改变电阻两端电压的作用（或者改变定值电阻两端的电压和通过的电流进行多次实验作用）．
故答案为：（1）见上图；
（2）连接电路时开关没有断开（闭合开关前，没有将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处）；
（3）0.625；
（4）探究电流与电压的关系（测量定值电阻的阻值）；
改变电阻两端的电压（改变定值电阻两端的电压和通过的电流进行多次实验）．

点评 此题是测量灯泡的电功率实验，考查了实物电路的连接、注意事项、电功率的计算、滑动变阻器的作用等知识，同时还要注意对各电学实验的掌握和贯通，属于电学最重要的实验之一．