Question

6．老师布置同学们在实验室中做“伏安法”测小灯泡额定电功率的实验，提供的器材如下：
①两节干电池串联组成的电池组；②三节蓄电池串联组成的电池组；③额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约10Ω）；④电流表（0-0.6-3A）；⑤电压表（0-3-15V）；⑥“1A 50Ω”滑动变阻器A；⑦“1.5A 20Ω”滑动变阻器B；⑧开关；⑨导线若干；
（1）陈楠同学选定了如图1所示的器材，并连接了部分电路，请你将剩下的电路连接好．
（2）陈楠同学连接完最后一根导线后，发现两个电表都有明显示数，灯泡发出很明亮的光，然后不再发光，说明他连接电路时连接电路开关没有断开，并且滑动变阻器的滑片没移到最大值处．
为了顺利完成实验，你认为接下来的操作应该是：①断开开关；②将滑动变阻器的滑片移到最大值的位置③换上新灯泡．
（3）解决了存在的问题后，陈楠同学按正确的操纵步骤进行实验，观察到灯泡正常发光时，电流表指针的位置如图2所示，则灯泡的额定功率为0.6W．
（4）根据陈楠的实验情况，你认为她在实验中选用滑动变阻器B比较合适．

Answer 1

分析 （1）本实验中，变阻器、电流表、灯泡串联，电压表与灯泡并联，根据灯泡规格判断电表量程；
（2）接完最后一根线，灯泡立即发光，说明连接电路时开关没有断开；灯泡发出明亮的光，说明灯泡功率较大，电路电流过大，电路电阻太小，滑动变阻器接入电路中的阻值未调节到最大阻值处；要完成实验，需要换灯泡；
（3）根据电流表的量程、最小分度值，由图示读出电流表示数，由P=UI求出灯泡的额定功率；
（4）根据串联电路特点和欧姆定律计算灯泡发光时变阻器连入阻值，从而确定变阻器规格．

解答 解：
（1）测小灯泡额定电功率的实验中，变阻器、电流表、灯泡串联，电压表与灯泡并联，灯泡额定电压2.5V，所以电压表使用0-3V量程，灯泡正常发光电流约：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以电流表使用0-0.6A量程，如图所示：
；
（2）连接完最后一根导线时，立即看到灯泡发出明亮的光，说明连线时开关没有断开；灯泡发光明亮说明电路中电流较大，电阻减小，后不再发光，说明灯泡被烧坏，这些都说明滑动变阻器接入电路中的阻值未调节到最大阻值处；
为了顺利完成实验，你认为接下来的操作应该是：①断开开关；②将滑动变阻器的滑片移到最大值的位置；③换上新灯泡；
（3）电流表的量程是0-0.6A，最小分度值是0.02A，灯泡正常发光时，电流表的示数是I=0.24A，
所以灯泡额定功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（4）两节干电池串联组成的电池组电压为3V，
根据串联电路特点知，灯泡正常发光时通过变阻器的电流：I_L=I_R=0.24A，
由欧姆定律可得，灯泡发光时变阻器连入阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{U-{U}_{L}}{{I}_{R}}$=$\frac{3V-2.5V}{0.24A}$≈2.1Ω，
所以应选择滑动变阻器B．
故答案为：（1）见上图；（2）连接电路开关没有断开；滑动变阻器的滑片没移到最大值处；②将滑动变阻器的滑片移到最大值的位置；③换上新灯泡；（3）0.6；（4）B．

点评 本题考查了连接实物图、连接实物图的注意事项、电流表示数、求灯泡的功率，是实验的常考内容，注意连接滑动变阻器是要注意接一上一下两个接线柱．