Question

14．某同学在做“用电流表和电压表测定小灯泡功率”的实验中，所用小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率小于1W．
①则电源至少应选用2节干电池串联，电压表的量程应选用0～3V，电流表的量程应选用0-0.6AA．
②如图是测量小灯泡的功率的原理图，若连接电路时灯泡接触不良，而其他部分完好．则除了灯泡不亮之外，还会出现的现象是：Ⅰ．电流表示数几乎为0：
Ⅱ．电压表示数几乎等于电源电压．
③排除故障后，该同学设计、并根据实验现象和数据填写的一份实验记录表格：

次数	灯泡两端电压/V	通过灯丝的电流/A	灯泡亮度	灯泡的电功率/W	灯泡的平均电功率/W
1	2.20	0.28	比正常发光时暗	0.62	0.76
2	2.50	0.30	正常发光
3	2.80	0.32	比正常发光时亮	0.90

根据表格内容，试回答下列问题：
Ⅰ．小灯泡的额定功率是0.75W；
Ⅱ．小灯泡正常发光时灯丝电阻的阻值是8.3Ω；（保留一位小数）
Ⅲ．在“实验记录”中如果该同学对实验现象的观察和数据的记录都正确，请你指出他所设计的实验记录表格中的一处错误：灯泡的平均电功率无意义；
Ⅳ．滑动变阻器在实验中所起的作用：除了可以改变电路中的电流和灯泡两端的电压之外，还可以起到保护电路的作用．

Answer 1

分析 ①由灯泡额定电压可知电源电压需要的干电池节数；由P=UI计算灯泡正常发光时的电流，从而确定电流表的量程；
②灯泡接触不良，由图可知电路的连接情况，从而分析电路会出现的现象；
③Ⅰ．由表格数据找到额定电压下灯泡的电流，由P=UI计算小灯泡的额定功率；
Ⅱ．由欧姆定律计算灯泡正常发光时灯丝电阻；
Ⅲ．灯泡的实际电压不同时，其实际功率不同，由此分析表格中的错误；
Ⅳ．变阻器在电路中的作用有：保护电路和调节电路中电流和灯泡两端电压．

解答 解：
①由题知，灯泡的额定电压为2.5V，因为一节干电池电压1.5V，所以至少选用2节干电池；
由P=UI可知，灯泡正常发光电流小于：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，故电流表选用0-0.6A量程；
②灯泡接触不良，即灯泡断路，由图可知此时，电压表被串联入电路中，因为电压表的电阻非常大，电源电压一定，由欧姆定律可知，电路电路电流非常小，几乎为0，即电流表示数几乎为0；这时电压表分得的电压几乎等于电源电压；
③Ⅰ．由表格数据知，灯泡电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.30A，
所以灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.30A=0.75W；
Ⅱ．由欧姆定律可得，灯泡正常发光时灯丝电阻：
R_L=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.30A}$≈8.3Ω；
Ⅲ．灯泡的实际电压不同时，其实际功率不同，所以表格中计算灯泡的平均功率没有意义；
Ⅳ．本实验中滑动变阻器的作用有：调节电路中电流和灯泡两端电压和保护电路．
故答案为：①2；0-0.6A；②电流表示数几乎为0；电压表示数几乎等于电源电压；③Ⅰ．0.75W；Ⅱ．8.3Ω；Ⅲ．灯泡的平均电功率无意义；Ⅳ．保护电路．

点评 本题是测定小灯泡功率的实验，考查了器材选择、电路故障分析、功率和电阻计算等，考查的知识点多，综合性强，都是常考的问题，应掌握好．