Question

17．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒定为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”．

（1）请用笔画线代替导线甲甲图中未完成的实物电路连接完整；
（2）连接电路后闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，则电路
中发生的故障是小灯泡短路（选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”）；
（3）排除故障后，继续进行实验：闭合开关前，滑片P应移到B（选填“A”或“B”）端，闭合开关后，移动滑片P使灯泡L正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率是0.6W；
（4）某同学还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R，并使电压表的示数始终保持2V不变，多次更换阻值不同的定值电阻R，记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻R的阻值不能大于25Ω．
（5）实际测量时，电压表和电流表是有电阻的，若要考虑电压表和电流表的电阻，则电功率测量值比真实值偏大．（选填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析 （1）根据实验原理连接实物电路图．
（2）根据电路故障现象分析电路故障原因．
（3）根据电路图确定滑片的位置；由图示电流表确定其量程与分度值，然后读出其示数，再由P=UI求出灯泡额定功率．
（4）根据串联电路特点与欧姆定律分析答题．
（5）根据电路图分析实验误差．

解答 解：（1）测灯泡电功率，电压表测灯泡两端电压，电流表测电路电流，灯泡额定电流约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，电流表选0～0.6A量程，灯泡额定电压为2.5V，电压表选0～3V量程，把滑动变阻器、电流表串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，实物电路图如图所示：

（2）灯泡不发光，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的，电流表有示数，说明电路不存在断路，与灯泡并联的电压表示数为零，则灯泡发生短路．
（3）为保护电路，闭合开关前应把滑片置于B端；电流表量程为0～0.6A，由图示电流表可知，其分度值为0.02A，电流表示数为0.24A，灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
（4）电源电压为6V，电阻两端电压为2V，滑动变阻器分压为4V，是定值电阻两端电压的两倍，滑动变阻器接入电路的阻值为定值电阻阻值的两倍，滑动变阻器最大阻值为50欧姆，因此定值电阻最大阻值为25欧姆．
（5）由电路图可知，电压表与灯泡并联，电流表测通过灯泡与电流表的电流，电流测量值偏大，由P=UI可知，功率的测量值偏大，测量值大于真实值．
故答案为：（1）实物电路图如图所示；（2）小灯泡短路；（3）B；0.6；（4）25；（5）偏大．

点评 本题考查了连接实物电路图、电路故障分析、实验注意事项、电表读数、求灯泡功率等问题，连接电路图时要注意电表量程的选择；对电表读数时，要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．