Question

4．如图，在“测定小灯泡电功率”的实验中，实验室有以下器材：小灯泡（额定电压为2.5V，电阻约为10Ω）、电流表（0-0.6A，0-3A）、电压表（0-3V，0-15V）、开关、电源电压为4V且恒定不变、滑动变阻器、导线若干．
（1）请你用画笔线代替导线，将图甲中的实物图连接成实验电路（要求向左移动滑片时灯泡变亮）．
（2）实验过程中，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表没有示数，电流表指针有明显的偏转，分析电路故障的原因可能是：小灯泡短路．
（3）电路故障排除后，某次实验中，电流表示数是0.2A．电压表示数如乙图，此时小灯泡的功率是0.44W．
（4）若要测定小灯泡的额定功率，接下来具体的操作是滑片应向左移动直到电压表示数为2.5V为止，再读出此时电流表的读数，计算出灯泡的额定功率．

Answer 1

分析 （1）本实验中滑动变阻器应一上一下串联入电路中，由滑片左移动时灯泡变亮确定其接线柱，由灯泡正常发光电流确定电流表量程；
（2）闭合开关，电流表有示数说明电路是通路，再由灯泡不亮，电压表没有示数分析电路故障；
（3）确定电压表量程和分度值，读出电压表示数，利用P=UI算出功率；
（4）灯泡正常发光时电压等于其额定电压，由串联电路分压原理分析接下来的操作．

解答 解：
（1）测定小灯泡电功率的实验中，电流表和滑动变阻器应串联在电路中，滑片左移动时灯泡变亮，说明电路中电流增大，变阻器连入阻值变小，所以应将变阻器的左下接线柱接入电路中；灯泡正常工作电流约为：I=$\frac{{U}_{额}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以电流表使用0-0.6A量程．电路连接如图所示：

（2）闭合开关，电流表有示数说明电路是通路，灯泡不亮，电压表没有示数，说明小灯泡处短路或电压表两端短路；
（3）灯泡额定电压2.5V，所以电压表使用0-3V量程，量程0.1V，由乙图知，电流表示数是0.2A，电压表示数2.2V，此时小灯泡的功率：P=UI=2.2V×0.2A=0.44W；
（4）灯泡两端电压2.2V小于灯泡的额定电压，为使灯泡正常发光，增大灯泡两端分得电压，减小变阻器分得电压，由串联电路的分压原理知，滑片应向左移动直到电压表示数为2.5V为止，再读出此时电流表的读数，计算出灯泡的额定功率．
故答案为：（1）见上图；（2）小灯泡短路；（3）0.44；（4）滑片应向左移动直到电压表示数为2.5V为止，再读出此时电流表的读数，计算出灯泡的额定功率．

点评 本题是测灯泡额定功率的实验，考查了电路连接、故障判断、电表读数、实验的操作以及功率计算．综合性强，但都属于基础知识，难度适中．