Question

11．小陈在进行“测量小灯泡功率”的实验时，实验台上提供的器材有6V蓄电池、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、滑动变阻器（50Ω，1.5A；10Ω，2A）．额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时的电阻约为7Ω），开关各一个，导线若干．
（1）小陈在实验中电流表应该选择0～0.6A量程，滑动变阻器应该选择50Ω，1.5A．
（2）请你将实物图连接起来．
（3）小陈在实验中有下列操作：①读出电流表的示数；②移动变阻器的滑片至阻值最大处，再闭合开关；③断开开关，连接电路；④测量并记录数据，计算小灯泡的额定功率；⑤移动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5V．其合理的顺序为③②⑤①④．
（4）若闭合开关后，发现小灯泡不发光，电压表的示数为零，电流表有示数，产生此故障的原因可能是D、E．
A．电压表的正、负接线柱接反了      B．小灯泡的灯丝断了      C．小灯泡的灯座接触不良 
D．小灯泡短路      E．电压表短路了
（5）排除故障后调节滑动变阻器，测得表中的三组数据，则小灯泡的额定功率为0.9W．

实验次数	1	2	3
电压U伏	2.0	2.5	2.8
电流I安	0.30	0.36	0.38

Answer 1

分析 （1）求出灯正常工作时的电流，确定电流表的量程；根据分压原理确定变阻器的型号；
（2）根据灯的额定电压确定电压表的量程，注意变阻器、电表接线柱的接法；
（3）实验操作的顺序：断开开关→连接电路→滑片置于阻值最大值→闭合开关→移动变阻器滑片，使电压表的示数为额定电压→记下电流表的示数→记录数据，计算小灯泡的额定功率；
（4）根据欧姆定律，逐一分析各个选项出现的现象，符合题意的即为答案；
（5）根据额定电功率的定义，由P=UI求灯的额定功率；

解答 解：（1）灯正常发光时的电流I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}=\frac{2.5V}{7Ω}$=0.36A＜0.6A，电流表选用0～0.6A量程；
要使灯正常发光，变阻器要分去U_变=6V-2.5V=3.5V的电压，根据分压原理有$\frac{{U}_{L}}{{U}_{滑}}=\frac{{R}_{L}}{{R}_{滑}}$，
则变阻器连入电路的阻值至少为R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{L}}$×R_L=$\frac{3.5}{2.5}$×7Ω=9.8Ω；
考虑到（5）表中的数第1组数据：灯的电压为2V；则变阻器分得的电压为6V-2V=4V，根据分压原理可知，此时变阻器阻值约为此时灯的阻值的2倍；
即R_滑′=2R_L=2×$\frac{{U}_{L}}{I}$=2×$\frac{2}{0.3}$Ω≈13.3Ω，所以滑动变阻器应该选择“50Ω，1.5A”；
（2）灯的额定电压为2.5V，电压表选用小量程，电流表选用小量程，变阻器接线柱一下一上，如下图所示：

（3）由上面的分析合理的顺序为③②⑤①④．
（4）A、电压表的正、负接线柱接反了，电压表指针反向偏转，与电压表的示数为零不符，A选项错误；
BC、小灯泡的灯丝断了或小灯泡的灯座接触不良都会导致电压表串联在电路中，因电压表内阻很大，所以电流表示数为0，灯不发光；而电压表示数接近电源电压，不符合题意，B、C选项错误；
DE、因电压表并联在灯的两端，若小灯泡短路或电压表短路了，灯都不亮，电压表相当于测一根导线的电压，电压表示数为0，电流表有示数，符合题意，D、E正确；故选D、E；
（5）灯在额定电压下的功率为额定功率，由表中数据知，当灯的电压为2.5V时，对应的电流大小为0.36A，则灯的额定功率P=UI=2.5V×0.36A=0.9W．
故答案为：（1）0～0.6A；50Ω，1.5A；
（2）如上图所示；
（3）③②⑤①④；
（4）D、E；
（5）0.9W．

点评 本题测测量小灯泡功率，考查器材的选择、电路的连接、操作顺序、常见故障的分析、额定功率的计算等知识，是中考的热点问题，要熟练掌握．