Question

现有下列器材：两节干电池、电流表（0～0.6A；0～3A）、电压表（0～3V；0～15V）、滑动变阻器（10Ω　1.5A）、开关各一个，导线若干．请你用这些器材测量一个小灯泡（额定电压2.5V，额定功率小于1W）的额定功率和正常工作时的电流．
（1）按本实验要求，用笔画线代替导线将图（甲） 中的器材连成实物电路（注意电表的量程的选择）
（2）闭合开关后，发现电压表的示数小于其额定电压，为了使灯泡正常发光应调节滑动变阻器的滑片P向______（填左或右）移动，使电压表示数为______V，这时电流表的示数如图（乙）所示，则这时的电流是______A．
（3）根据实验数据可测得小灯泡的额定功率为______W，正常工作时的电阻是______Ω．
（4）当灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为0.484W，则灯泡的额定功率是______W．
（5）若某同学在连接实物电路时发生错误，实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的和示数都不变，且灯泡发光较暗，则错误的原因是______．

Answer 1

解：（1）灯泡额定电压是2.5V，电压表选0～3V量程，灯泡额定功率小于1W，
∵P=UI，∴灯泡正常发光时的电流小于I===0.4A，电流表选0～0.6A量程；伏安法测灯泡功率及电流的实物电路图如图所示．
（2）电压表的示数小于其额定电压，由电路图可知，向右移动滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，减小滑动变阻器分压，使灯泡两端电压变大，当电压表示数等于灯泡额定电压2.5V时，灯泡正常发光；电流表量程是0～0.6A，由图乙所示电流表可知，电流表分度值是0.02A，电流表示数是0.26A．
（3）灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
∵I=，∴正常工作时的电阻R==≈9.6Ω．
（4）电源由两节干电池组成，电源电压U=1.5V×2=3V，
灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_L=3V-2.5V=0.5V，
∵P=UI，∴此时电路电流I===0.968A，灯泡额定功率P_L=U_LI=2.5V×0.968A=2.42W．
（5）滑动变阻器同时接下面两个接线柱时，滑动变阻器被接成定值电阻，移动滑片电路电阻及电流不变，
电压表与电流表示数都不变，由于此时电路阻值较大，电路电流很小，灯泡实际功率较小，灯泡较暗．
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）右；2.5；0.26；（3）0.65；9.6；
（4）2.42；（5）滑动变阻器同时接下面两个接线柱．
分析：（1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，根据灯泡正常发光时的电流，确定电流表量程，把电源、电流表、滑动变阻器、灯泡开关串联接入电路，电压表并联在灯泡两端即完成电路连接，连接电路时，注意电表正负接线柱不要接反．
（2）电压表示数小于灯泡额定电压，为使灯泡正常发光，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，根据电路图确定滑片的移动方向；当电压表示数等于灯泡额定电压时，灯泡正常发光；由图乙所示电流表确定电流表量程与分度值，读出电流表示数；
（3）已知灯泡额定电压与灯泡正常工作时的电流，
由P=UI可以求出灯泡的额定功率，由欧姆定律可以求出灯泡正常工作时的电阻．
（4）由串联电路特点求出灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压，
由电功率公式P=UI的变形公式求出电路电流，然后由电功率公式P=UI求出灯泡额定功率．
（5）滑动变阻器同时接下面两个接线柱时，滑动变阻器被接成定值电阻，
移动滑片电路电阻及电流不变，电路电流较小，灯泡较暗．
点评：本题考查了连接实物电路图、电表读数、求功率、求电阻、实验现象分析等问题，是电学实验的常考问题，一定要掌握；连接电路图时，要注意电表量程的选择，注意电表正负接线柱不要接反，注意滑动变阻器的接法；对电表读数，应先确定电表量程与分度值，然后再读数，读数时，视线要与电表刻度线垂直．