Question

13．为测量一只标有“2.5V　0.3A”小灯泡的额定功率，可供选择的器材有：电压表（量程0～3V、0～15V）一个、电流表（量程0～0.6A、0～3A）一个、“10Ω　2A”和“20Ω　1A”的滑动变阻器各一个，电源（电压为6V）一个，开关一个，导线若干．小组同学通过讨论、交流，设计了如图1所示的实验电路图，在根据实验电路图选用实验器材连接实物电路时，同组的三位同学产生了分歧．

甲同学：电压表选用大量程，电流表选用小量程，滑动变阻器选用“10Ω　2A”．
乙同学：电压表、电流表都选用小量程，滑动变阻器选用“10Ω　2A”．
丙同学：电压表、电流表都选用小量程，滑动变阻器选用“20Ω　1A”．
（1）你认为丙同学的观点是合理的；请用笔画线代替导线，将图2中的实物图连接完整．
（2）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移到A端（选填“A”或“B”）．
（3）某同学连好电路后闭合开关，发现灯不亮，电流表指针不动，电压表指针却迅速偏转，则电路故障可能是小灯泡断路；故障排除后，再次闭合开关，发现电流表指针向左偏转，其原因是电流表的正负接线柱接反了．
（4）若将小灯泡换成待测定值电阻，小李同学通过实验读出了一组电流、电压值后，计算得出定值电阻的阻值，小李同学为获得测量结果而高兴，准备整理实验器材结束实验．你认为他的实验真的结束了吗？为得到更可靠的结果，接下去他应该调节滑动变阻器，多测几组实验数据，其目的是减小误差．

Answer 1

分析 （1）本实验中，灯泡、滑动变阻器、电流表应串联在电路中，根据灯泡规格确定电表选用量程，根据灯泡正常发光时变阻器连入的阻值确定变阻器的规格；连接电路时注意变阻器一上一下接；
（2）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移到最大值处；
（3）用电压表检测电路故障时，当电压表的示数为零时，故障有：①被测部分电路短路；②其它部分电路断路．当电压表有示数，且接近电源电压时，故障是：①被测部分电路断路；②其它部分电路短路；电表连入电路时，要让电流从正接线柱流进，负接线柱流出；
（4）为了减小误差应进行多次测量求平均值．

解答 解：
（1）实验中电压表测灯泡两端电压，灯泡额定电压2.5V，所以电压表应选用0-3V量程；
灯泡正常工作时电流为0.3A，所以电流表应选用0-0.6A量程；
灯泡正常工作时变阻器连入的阻值：R_变=$\frac{U-{U}_{额}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.3A}$≈11.7Ω．所以应选用“20Ω　1A”的变阻器．由以上分析可知，丙同学的观点合理．
测小灯泡的额定功率的实验中，滑动变阻器应一上一下串联接入电路，实物连接如图所示：
；
（2）为了电路安全，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移到最大值A端；
（3）闭合开关，发现电压表指针有明显的偏转，此时的故障有两种可能：①被测部分电路断路；②其它部分电路短路．如果是其它部分短路，小灯泡会亮、电流表指针会动，故不符合要求．因此电路故障可能是：小灯泡断路；
故障排除后，再次闭合开关，发现电流表指针向左偏转，其原因是电流表的正负接线柱接反了，所以指针左偏；
（4）只测一组数据，测量结果不准确，为了使测量结果更准确，应调节滑动变阻器，改变电路电流与电阻两端电压，多测几组数据，然后求平均值，使测量值更接近于真实值，减小误差．
故答案为：（1）丙；见上图；（2）A；（3）小灯泡断路；电流表的正负接线柱接反了；（4）调节滑动变阻器，多测几组实验数据；减小误差．

点评 本题包括了测功率和测电阻实验，考查了器材选择、电路连接、故障分析和实验中注意事项等问题，实验时要注意电表量程的选择，电表量程过大，读数、测量误差较大，量程太小，容易损坏电表，因此电表量程的选择要适当．