Question

11．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，小明同学选用的小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为8Ω，滑动变阻器的最大阻值为10Ω．
（1）为顺利完成实验，现有电压为4.5V和6V的两电池组可供选择，则A．
A．只能选择4.5V的电池组
B．只能选择6V的电池组    
C．两电池组均可选用
（2）请用笔画线代替导线，按照图甲所示的电路图，将图乙中的实物电路连接完整，要求：闭合开关前滑动变阻器连入电路的电阻最大．

（3）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．接下来应进行的操作是C．
A．更换小灯泡               
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（4）移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图丙所示，其值为0.28A，小灯泡的额定功率为0.7W．
（5）在测量过程中，小明不慎将电流表损坏，于是他向实验室借了一个l0?的定值电阻R和一个单刀双掷开关，他设计了如下电路图．

请你根据电路图分析，小明能否测出小灯泡的能否测出小灯泡额定功率？
答：不能，原因：电源电压过低，灯泡不能正常发光．

Answer 1

分析 （1）根据串联电路特点和欧姆定律，求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，然后选择电源；
（2）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，根据图甲所示电路图连接实物电路图；
（3）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，说明电路是通路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，分析电阻过大的原因，然后进行下一步操作；
（4）根据图丙所示电流表确定电流表分度值，读出电流表示数，然后由P=UI求出灯泡额定功率；
（5）由图可知：没有电流表的情况下，利用定值电阻和电压表代替电流表与灯泡串联，首先使灯泡两端的电压等于2.5V，然后测出此时定值电阻两端的电压，便可求出电路中的电流，根据P=UI计算出灯泡的额定电功率．再从电源电压上验证．

解答 解：
（1）灯泡正常发光时的电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A，此时滑动变阻器两端的最大电压：U_滑=IR_滑最大=0.3125A×10Ω=3.125V，电源最大电压U=U_L+U_滑最大=2.5V+3.125V=5.625V＜6V，要顺利完成实验，应选择4.5V的电源；
（2）灯泡额定电压为2.5V，电压表应选0～3V量程，灯泡正常发光时的电流约为0.31A，电流表应选0～0.6A量程，把电流表、灯泡、开关串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，实物连接如图所示：
；
（3）闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡没坏，也不是断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，即应进行C项操作；
（4）电流表量程为0～0.6A，由图丙所示电流表可知其分度值为0.02A，灯泡正常发光时的电流为0.28A，灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
（5）由分析，根据电路图，要使灯泡正常发光，应闭合开关S₁、S₂接2，调节滑动变阻器，电压表示数应为2.5V，此时灯泡和R₀两端的电压：U=U_L+U₀=2.5V+0.28A×10Ω=5.3V，而电源电压是4.5V，所以不能测出灯泡的额定功率．
故答案为：（1）A；（2）见上图；（3）C；（4）0.28；0.7；（5）不能；电源电压过低，灯泡不能正常发光．

点评 本题考查了电源的选择、连接实物电路图、实验操作、电流表读数、求灯泡额定功率以及特殊方法测电阻，连接实物电路图时，注意电表量程的选择，注意电表正负接线柱不要接反．最后一问：实验设计是本题的难点，知道实验原理、应用串联电路特点与欧姆定律即可正确解题．