Question

4．小明、小军同学做“测量小灯泡电功率”的实验（小灯泡标有“2.5V”字样）
（1）如图甲所所示，是小明所连接的不完整实验电路，请你用笔画线代替导线，将缺少的一根导线接好．

（2）电路接好后，闭合开关，发现小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大．接下来应进行的操作是D，C．（两空按操作步骤先后顺序填写字母代号）．
A．更换电池或小灯泡
B．检查电路是否短路
C．移动滑动变阻器滑片至最大值位置
D．断开电路开关
（3）小军换了实验器材又做了一次实验，实验过程中，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，该灯泡额定功率为0.75W．
（4）分析表中实验数据可知，小军所用电源电压约为6V．
（5）若小军手边有“1.5A  50Ω”和“2.0A 20Ω”两种规格的滑动变阻器，“0～3V”、“0～15V”两个量程的电压表，上面实验中他选用的滑动变阻器规格为“1.5A　50Ω”，选用电压表量程为0～15V．

实验次数	电压表示数/V	电流表示数/A	灯泡亮度
1	1	0.2	较暗
2	2.5		正常发光
3	6	0	不发光

Answer 1

分析 （1）根据电流表的正确使用：与被测用电器串联进行连接；
（2）小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大，说明小灯泡两端电压太高，根据串联电路电阻的分压特点可知应增大滑动变阻器分得的电压，再根据实验的规范进行操作；
（3）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据电流表的量程和分度值读出灯泡的额定电流，利用P=UI求出额定功率；
（4）当滑动变阻器连入电路的电阻减小到一定值时，电路电流增大，灯泡电压增大，超过灯泡的额定电压，烧断灯丝，电压表串联在电路中，电压表测电源电压．
（5）根据第一次实验时，U₁=1V，I₁=0.2A，再根据串联电路的电压规律可求得滑动变阻器两端的电压U_R=U-U₁，再利用R=$\frac{U}{I}$可求得此时滑动变阻器的阻值，然后即可做出选择．由电源电压可确定电压表的量程．

解答 解：（1）电压表测小灯泡两端的电压，所以电压表应并在灯泡两端，如图所示：

（2）小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大，说明小灯泡两端电压太高，电路中电流太大，原因是滑动变阻器没移到阻值最大处，按要求应先断开开关再移动滑片，故选D、C．
（3）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以当电压表的示数为2.5V时，通过灯泡的电流为0.3A，
故灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）由表格数据可知，当灯泡的电压继续增大，超过灯泡的额定电压时，灯泡的灯丝被烧断，此时电压表串联在电路中测电源电压，所以电源电压为6V；
（5）由表中数据可知，第一次实验时，U₁=1V，I₁=0.2A，变阻器两端的电压U_R=U-U₁=6V-1V=5V．
此时滑动变阻器接入电路的阻值R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{5V}{0.2A}$=25Ω，显然“2.0A 20Ω”规格的滑动变阻器不可以，
所以他选用的滑动变阻器规格为“1.5A 50Ω”；
由电源电压为6V以及表中电压表示数可知，所选用的电压表量程为0～15V．
故答案为：（1）如上图所示；（2）D；C；（3）0.75；（4）6；（5）“1.5A  50Ω”；0～15V．

点评 本题从电路的连接，根据实验的现象进行下一步的操作，判断电源电压；电流表的读数；正确计算额定功率的方法；已知条件都包含在表格中，需要学生从表格中搜寻信息，这是关键．本题形式新颖，有一定难度，属于难题．