Question

1．在实验室里，小红同学想用伏安法测定一额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率：（灯泡的电阻大约在7Ω-10Ω间）．
（1）请你画出实验所需的电路图．
（2）测量时，应调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数恰好为2.5V，此时电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率为0.75W．
（3）小红合理地连接好电路，并按正确的顺序操作，闭合开关后灯不亮，电流表无示数，电压表有示数，故障原因为：A．
A．可能灯丝断了        B．可能是变阻器断路
C．可能是小灯泡短路    D．可能是电流表断路
（4）小红在排除故障后进行了实验．实验中观察到的现象及得到的数据填写在了他所设计的记录表中（见下表）

		1	2	3	4
U/N		1.0	1.5	2.0	2.5
I/A		0.2	0.22	0.26	0.30
P/W
亮度		暗→亮
功率的平均值

①请根据表格中的实验数据计算，当电压为2.0V时小灯泡的实际功率是0.65W．
②记录表的设计存在一个不当之处，请写出：不应设功率的平均值一栏．

Answer 1

分析 （1）伏安法测小灯泡额定功率时，需要利用电压表测量灯泡两端电压，电流表测量灯泡的电流，利用滑动变阻器保护电路和改变电路中的电流，据此设计电路图；
（2）根据P=UI，要测量额定电功率，知道额定电压下灯泡正常发光，即使电压表示数恰好为灯泡的额定电压，这时根据电流表的量程和分度值读出示数，根据P=UI求出额定功率；
（3）串联电路中短路的用电器不工作，两端无电压；断路电路中无电流，断开处的电压为电源电压，根据各项中的情况进行分析；
（4））①在表格中找到灯泡额定电压下的电流，根据P=UI计算额定功率；
②灯泡两端电压增大，电流增大，功率增大，计算功率平均值无意义．

解答 解：解：（1）伏安法测小灯泡额定功率时，滑动变阻器、灯泡、电流表以及开关串联连接，电压表测量灯泡两端电压，根据灯泡的额定电压；电路图如下：

（2）为使灯泡在额定电压正常发光，应调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数恰好为灯泡的额定电压2.5V；
由题可知，灯泡的最大电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{7Ω}$≈0.36A，所以电流表使用的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以示数为0.3A，则P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（3）A、灯丝断了，则电流表无示数，电压表为电源电压，所以A正确；
B、变阻器断路，电路断路，则电路中无电流，电压表示数为零，所以B错误；
C、小灯泡短路，则电流表有示数，电压表无示数，所以C错误；
D、电流表断路，电路断路，则电压表也无示数，所以D错误．
故选A；
（4）①由表格数据可知，当灯泡在2.0V时的电流为0.26A，
所以P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
②灯泡两端电压增大，电流增大，功率增大，设计功率的平均值无意义，是不恰当的，应该是灯泡功率．
故答案为：（1）见上图；（2）滑动变阻器的滑片；2.5；0.75；（3）A；（4）①0.65；②不应设功率的平均值一栏．

点评 此题通过“测定小灯泡的额定功率”的实验，考查了电路设计、电流表的读数、故障分析和电功率的计算等，是一道综合性题目．注意灯泡额定功率只有一个，不同电压下功率不同，不能取平均值．