Question

6．小明同学利用电压表和电流表测量小灯泡的电阻值（已知小灯泡的额定电压为2.5V），实验电路如图1所示．

（1）连接电路时，图中导线a端应与电压表上标有数字“3”（选填“3”或“15”）的接线柱相连．
（2）闭合开关前，应将滑片P置于端B（选填“A”或“B”）；实验中，当滑片P移到某一位置时，电流表A和电压表V示数如图2所示，则此时小灯泡的阻值为9Ω．
（3）若小明同学想用已连好的电路测量小灯泡的额定电功率，请你帮他把主要的实验步骤补充完整：①移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.5V时，读出电流表的示数；②用公式P=UI计算出小灯泡的额定电功率．③若小红正确连接好电路后，闭合开关，发现电压表和电流表均有读数，但小灯泡不亮，检查发现所有电学元件均完好，请你判断灯泡不亮的原因是灯泡实际功率太小．④调整好电路之后，再闭合开关，发现电压表示数为2.7V，则小红的下一步操作应该是向右移动滑片P，使电压表示数为2.5V．
⑤根据实验数据画出I-U图象，如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.625W．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡的额定电压确定量程；
（2）开关闭合前，滑片P应移到最大值处；根据图丙读出电压表和电流表示数，由R=$\frac{U}{I}$计算此时灯泡的电阻；
（3）①测量小灯泡的额定电功率，应使灯泡电压达到额定电压，读出此时电流表示数；
②根据电功率计算公式计算即可；
③灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，实际功率过小时灯泡不发光；
④额定电压下用电器的功率和额定功率相等，根据串联电路的分压特点可知滑动变阻器接入电路中电阻的变化，然后判断滑片移动的方向；
⑤利用P=UI求出小灯泡的额定功率．

解答 解：
（1）小灯泡的额定电压2.5V，所以电压表应使用0-3V量程；
（2）为了保护电路安全，开关闭合前，滑片P应移到最大值B端；
电压表测灯泡电压，使用0-3V量程，分度值0.1V，由丙图可知其示数为1.8V；电流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.2A，
此时小灯泡的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.8V}{0.2A}$=9Ω；
（3）①要测小灯泡的额定电功率，应使灯泡电压达到额定电压，即调节滑片P，使电压表的示数为2.5V，读出此时电流表示数；
②根据P=UI计算灯泡的额定功率；
③连接电路时，为了保护电路，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，闭合开关后，所有电学元件均完好，灯泡不亮，
原因是：滑动变阻器接入电路中的电阻过大，小灯泡分得的电压过小，实际功率太小造成的；
④电压表的示数2.7V大于灯泡的额定电压，要测灯泡的额定功率，
由串联电路的分压原理可知，应增大滑动变阻器接入电路中的电阻，即滑片应向右移动，直至电压表的示数达到2.5V为止；
⑤由图象知：当U=2.5V时，电流为0.25A，
灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案为：（1）3；（2）B；9；（3）①2.5；②P=UI；③灯泡实际功率太小；④右；⑤0.625．

点评 此题是伏安法测电阻和功率的实验，要明确实验原理，考查了电压表量程的选择、滑动变阻器的使用、电阻、电功率的计算，属于电学最重要的实验，但考查的难度不大．