题目内容

12．有一组同学用伏安法测量小灯泡电功率，实验桌上有电池组、电流表（0-0.6A，0-3A）、电压表（0-3V，0-15V）、滑动变阻器、开关、2.5V的小灯泡各一个，导线若干．

（1）画出实验电路图1并把实物图补充完整．
（2）实验中电压表选0-3V量程，电流表选0-0.6A量程．
（3）滑动变阻器在实验中的作用：①保护电路②改变灯泡两端的电压．
（4）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图2所示，则小灯泡的额定功率为0.75W．通过多次实验可得出结论：小灯泡实际功率越大，小灯泡越亮．
（5）本实验和测量小灯泡电阻的实验有哪些异同测量的物理量相同，即都需测量灯泡两端电压和灯丝中电流；实验的原理不同：伏安法测电阻原理：R=$\frac{U}{I}$，测电功率原理：P=UI（各写出一条即可）．
（6）实验中常会有下列问题，请你说明原因：
①闭合开关，电流表指针反向偏转电流表正负接线柱接反了．
②电压表指针偏过最大刻度线滑动变阻器阻值太小．
③灯很暗，不论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡的亮度都不变滑动变阻器没接成“一上一下”的接线柱．

分析 （1）按照开关、电流表、被测灯泡与滑动变阻器串联，电压表与灯泡并联来设计；
（2）根据灯泡的额定电压可判断电压表的量程，由于滑动变阻器的串联，电流表的量程可适当选择小量程．
（3）滑动变阻器串联在电路中，当处于最大阻值时，可以使电路中的电流处于最小值，从而起到对所有元件的保护作用，并且移动滑片可以通过改变电路中的电阻，而改变通过灯泡的电流，从而改变灯泡两端的电压．
（4）电流表读数：确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少，从而知道灯泡的额定电压和电流值，利用P=UI可求灯泡的额电功率．
（5）从实验原理、所测物理量以及实验过程中注意的问题分析；
（6）本电路中故障判断、电表异常情况的分析，应从电表的是否正确使用方法，和滑动变阻器的正确接法上分析．

解答 解：（1）电压表与灯泡并联，小灯泡额定电压为2.5V，选择0～3V量程，电流表和滑动变阻器串联在电路中，电流表选择0～0.6A量程；设计电路图如图：

（2）因为灯泡的额定电压为2.5V，则电压表的量程为0-3V，由于滑动变阻器的串联在电路中，电流表的量程可选择小量程为0-0.6A．
（3）闭合开关前，滑动变阻器处于最大阻值，则闭合开关后，可以使电路中的电流处于最小值，从而对所有用电元件起到保护作用，并且移动滑片可以通过改变电路中的电阻，而改变通过灯泡的电流，从而改变灯泡两端的电压，可以进行多次测量．
（4）电流表选择0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.3A，灯泡的实际电压为2.5V，则P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．灯泡的亮度关键是看灯泡所在电路的实际电压的大小，实际电压大实际功率就大，灯泡就亮，实际电压小，实际功率就小，灯泡就暗；
（5）测灯泡功率和测灯泡灯丝电阻实验所需测量的物理量相同，即都需测量灯泡两端电压和灯丝中电流；实验的原理不同：伏安法测电阻原理：R=$\frac{U}{I}$，测电功率原理：P=UI；
（6）①电流表指针反向偏转，表明电流表流入的电流方向不对，即电流表正负接线柱接反了．
②电压表指针偏过最大刻度值，表明超出电压表的量程，所以可能是电压表量程选的太小或滑动变阻器阻值太小或电源电压太大
③不论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡的亮度不变．说明滑动变阻器滑片的移动没有起到改变电路中电阻的作用，是一种无效的接法，即滑动变阻器没接成“一上一下”（或滑动变阻器与灯泡并联）．
故答案为：（1）见上图；（2）0-3V；0-0.6A；（3）保护电路；改变灯泡两端的电压；（4）0.75；亮；（5）测量的物理量相同，即都需测量灯泡两端电压和灯丝中电流；实验的原理不同：伏安法测电阻原理：R=$\frac{U}{I}$，测电功率原理：P=UI；（6）①电流表正负接线柱接反了；②滑动变阻器阻值太小；③滑动变阻器没接成“一上一下”的接线柱．

点评 本题考查了电压表、电流表和滑动变阻器的使用，实验数据的分析，电流表读数和电阻的计算等，这些都是电学实验中最基本的知识和技能，一定要掌握．

练习册系列答案
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①在虚线框中画出实验电路图；
②在实验探究过程中，滑动变阻器可以改变电路中的电流，但在移动滑片时一定要注意滑动变阻器接入电路的阻值不可过小．
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（2）请用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求滑片向左滑动时变阻器阻值变小）．

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4．电动豆浆机转动的叶轮将豆子打磨研碎，加热棒将豆浆加热煮熟．关于制作豆浆的过程，下列说法正确的是（　　）
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1．小明通过学习得知：一般情况下，水的质量一定时，加入食盐的质量越多，溶液的浓度就越高．他想探究食盐水溶液的导电性能与什么因素有关．小明的猜想是：
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